Die Erfindung betrifft eine Stranggiesskokille mit einem nachfolgenden Nachkühlteil gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Seit den Anfängen des Stranggiessens mit Durchlaufkokillen hat sich die Fachwelt mit dem Problem der Bildung eines Luftspaltes zwischen der Strangkruste und der Kokillenwand unterhalb des Badspiegels befasst. Diese Spaltbildung vermindert die Kühlleistung der Kokille ganz wesentlich und erzeugt Strangfehler, insbesondere Rhomboidität, durch ungleichmässige Kühlung der Strangkruste. Entsprechend der Kühlleistung der Kokille kann die Strangausziehgeschwindigkeit und damit die Giessleistung einer Stranggiessanlage eingestellt werden.
Aus der DE-AS 2 758 514, die den Oberbegriff bildet, ist eine Stranggiesskokille bekannt, die einen allseitig geschlossenen Eingiessteil aufweist, in welchem sich der Badspiegel befindet. Die Querschnittmasse des Formhohlraumes dieses Kokillenteiles verbleiben während des Giessens auf einem vorbestimmten Festmass eingestellt. Ein nachfolgender Nachkühlteil besteht aus beweglichen Platten, die quer zur Stranglaufrichtung elastisch gegen die Strangkruste anstellbar sind. Diese Kokille konnte sowohl die Durchbruchsicherheit und die Strangqualität bei höheren Giessgeschwindigkeiten verbessern. Eine wesentliche Erhöhung der Giessgeschwindigkeit, z.B. eine Verdoppelung der mit kon ventionellen einstufigen Kokillen erreichten Giessgeschwindigkeit, konnte jedoch noch nicht realisiert werden.
Viele weitere Vorschläge von sogenannten Mehrstufenkokillen haben in der Praxis keinen Eingang gefunden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schnellgiesskokille zu schaffen, die bei tragbarem Verschleiss eine hohe Kühlleistung und damit eine hohe Giessleistung ermöglicht. Sie soll im weiteren das Durchbruchrisiko vermindern und durch eine erhöhte Abkühlungsgeschwindigkeit ein verfeinertes Kristallgefüge, weniger Strangfehler an der Oberfläche und eine verbesserte Stranggeometrie (keine Spiesskantigkeit) erzeugen.
Diese Aufgabe wird durch die Summe der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Mit der erfindungsgemässen Schnellgiesskokille ist es möglich, den Nachkühlteil in seiner Länge frei zu gestalten bzw. beliebig oft zu unterteilen, ohne dass offene, quer zur Stranglaufrichtung verlaufende Stossstellen entstehen. Eine gleichmässig hohe Kühlleistung über den Strangumfang bei minimalster Durchbruchgefahr kann dadurch erreicht werden. Neben der hohen Giessleistung können auch zusätzliche Qualitätsverbesserungen, wie verfeinertes fehlerfreies Kristallgefüge, weniger Fehler an der Strangoberfläche und eine verbesserte Stranggeometrie sichergestellt werden.
Die vorgesehene elastische Anstellbarkeit parallel zur Stranglaufrichtung gegen die benachbarte vor- und, wenn vorhanden, nachgeordnete Platte, erzeugt auf die Stossstelle eine zangenähnliche Schliesskraft. Durch Ausdehnungen der Kokillenwände durch Erwärmung während des Giessbetriebes verschieben sich die Stossstellen um ein entsprechendes Ausdehnungsmass relativ zum Eingiessteil.
Zur Erreichung einer hohen Kühlleistung werden die Platten mit einer vorbestimmten Kraft gegen einen Strang, der Sollmass aufweist, angestellt. Bei einer Verminderung der Strangsollbreite oder der Strangsolldicke in der Grössenordnung von 1-2% können die allseitig beweglichen Platten dem Strang folgen. Weicht die Strangsollbreite bzw. die Strangsolldicke im Sinne einer Vergrösserung von 1-2% ab, so können die Platten ebenfalls individuell diesen Veränderungen folgen. Durch die gleichzeitig parallel zur Stranglaufrichtung vorgesehene elastische Anstellbarkeit werden die im wesentlichen quer zur Stranglaufrichtung verlaufenden Stossstellen der sich folgenden Platten geschlossen gehalten. Diese Stossstellen sind für Strangdurchbrüche innerhalb der Kokille somit dicht.
Um die Kokille betriebs- und unterhaltsfreundlich zu gestalten, soll die Zahl der elastischen Elemente so gering wie möglich gehalten werden. Gemäss zusätzlicher Ausführungsbeispiele ist es besonders vorteilhaft, wenn zwei in Stranglaufrichtung sich folgende Platten an ihrer Stossstelle durch das gleiche elastische Element gegen den Strang anstellbar sind. Eine weitere Verminderung der elastischen Elemente kann erreicht werden, wenn zwei in Stranglaufrichtung sich folgende Platten an ihrer Stossstelle durch ein gemeinsames elastisches Element gegeneinander anstellbar sind.
Ein weiterer alternativer Verbesserungsschritt wird darin gesehen, dass an der Stossstelle die elastische Anstellung der Platten in Stranglaufrichtung und die Anstellung der Platten gegen den Strang durch das gleiche elastische Element bewerkstelligt wird.
Werden in Stranglaufrichtung mehrere Plattensätze hintereinander angeordnet, so können an den Stossstellen zwischen den Platten Absätze entstehen, die das Einführen des Anfahrstranges bzw. das Ausziehen des gegossenen Stranges stören. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das elastische Element Strangstützflächen von benachbarten Platten an der Stossstelle elastisch in einer gegenseitig fluchtenden Position festhält bzw. während des Giessprozesses immer wieder in diese Position selbsttätig zurückbringt.
Um einen ersten Plattensatz möglichst nahe an den Badspiegel heranzubringen, wird vorgeschlagen, die Platten eines ersten Nachkühlteiles quer zur Stranglaufrichtung spaltlos mit dem geschlossenen Eingiessteil zu verbinden und zwischen dem Eingiessteil und den Platten des Nachkühlteils eine Biegezone vorzusehen. Damit kann eine Stossstelle in diesem kritischen Bereich mit noch sehr dünner Strangkruste vermieden werden.
Zur Verhinderung einer Korrosion von elastischen Elementen wie Federn, wird im weiteren vorgeschlagen, einen Profilgummiteil zu verwenden, der die Halteeinrichtungen von zwei in Stranglaufrichtung benachbarten Platten festhält bzw. elastisch abstützt. Ein Profilgummiteil bietet im weiteren die Möglichkeit, ringförmig die Platten eines Nachkühlteiles einzuschliessen und dabei die Halteeinrichtungen aller den Strang abstützenden Platten von zwei in Stranglaufrichtung benachbarten Plattenzonen elastisch festzuhalten.
Zum Schutz und gleichzeitig zur Erreichung einer präzisen Montage des Profilgummiteiles bzw. der Platten innerhalb der Kokille wird zusätzlich vorgeschlagen, den Profilgummiteil durch eine Metallhülse zu armieren.
Der Dimensionierung und der konstruktiven Ausführung der im wesentlichen in Stranglaufrichtung verlaufenden Spaltfugen zwischen zwei benachbarten Platten ist besondere Auf merksamkeit zu schenken. Um beginnende Durchbrüche auch im Bereich dieser Spaltfugen heilen zu können, werden diese Spalte durch zwei sich gegenüberliegende, im wesentlichen parallele Spaltflächen begrenzt. Der Spalt soll 2 mm nicht überschreiten. Innerhalb solcher Spalte kann in Kombination mit der direkten Sprühwasserkühlung von beginnenden Durchbrüchen stammender flüssiger Stahl zur Erstarrung gebracht und damit geheilt werden.
Zur Schmierung der Kokille ist im Eingiessteil oberhalb des Sollbadspiegels eine Schmiereinrichtung für flüssige Schmierstoffe bekannter Bauart vorgesehen. Die Art des Schmierstoffes und die Schmierstoffmenge wird so vorgesehen, dass der Schmierstoff auch die Nachkühlteile erreicht und diese schmiert. Wahlweise kann im Nachkühlteil eine zusätzliche Schmiereinrichtung angeordnet sein. Eine solche Schmiereinrichtung kann nach dem Kohlebürstenprinzip als Trockenschmierung oder als Flüssig- bzw. Nebelschmierung aufgebaut sein. Das Schmiermittel kann durch \ffnungen wie Schlitze etc. oder durch poröses Sintermetall bzw. nichtmetallische poröse feuerfeste Stoffe hindurchgepresst werden.
Im nachfolgenden werden anhand von Figuren Beispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine schematisch dargestellte Kokille,
Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt mit Details aus Fig. 1,
Fig. 3 einen Horizontalschnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1 mit Detailergänzungen von Fig. 2,
Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch einen Nachkühlteil einer Kokille mit rundem Formhohlraum,
Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch ein weiteres Beispiel einer schematisch dargestellten Kokille,
Fig. 6 einen Horizontalschnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 5,
Fig. 7 einen vergrösserten Schnitt mit Details aus Fig. 5 und
Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch einen Nachkühlteil mit einer Schmiereinrichtung.
Die Stranggiesskokille der Fig. 1-3 besteht aus einem allseitig geschlossenen Eingiessteil 2 mit einer Länge 3 und zwei nachfolgenden Nachkühlteilen 4 und 5 mit je einer Länge 6 und 7. Die Nachkühlteile 4 und 5 sind aus je vier beweglichen Platten 8-8 min min min bzw. 9-9 min min min aufgebaut. Sie sind quer zur Stranglaufrichtung 10 elastisch gegen die nicht dargestellte Strangkruste eines sich durch die Kokille bewegenden Stranges anstellbar. Diese elastische Anstellbarkeit ist in Fig. 1 schematisch durch Pfeile 12, 13, 14 dargestellt. Gleichzeitig zu dieser quer zur Stranglaufrichtung 10 wirkenden Anstellkraft sind elastische Anstellkräfte 15, 16, 17 parallel zur Stranglaufrichtung 10 vorgesehen. Sie drücken zangenartig Stossstellen 19 von benachbarten vor- und nachgeordneten Platten 8' bzw. 9' elastisch zusammen.
Ein Pfeil 20 deutet an, dass die gesamte Kokille mit der Länge 3, 6 und 7 oszilliert oder vibriert werden kann.
Die beiden in Stranglaufrichtung 10 sich folgenden Platten 8 min , 9 min werden an ihrer Stossstelle 19 durch eine gemeinsam angreifende Kraft nur eines elastischen Elementes oder Kraftgerätes quer zur Stranglaufrichtung 10 angestellt. Durch Pfeile 22 ist in Fig. 1 dieses gemeinsame Kraftgerät schematisch dargestellt. Die elastische Kraft des Pfeiles 22 wird auf die elastischen Kräfte der Pfeile 12, 13 aufgeteilt. Als Beispiel einer praktischen Ausführungsform ist in Fig. 2 und 3 als elastisches Element ein Profilgummi 25 dargestellt, der Halteeinrichtungen 26, 27 festhält und so seine Anstellkraft 12, 13 auf diese überträgt. Die beiden in Stranglaufrichtung sich folgenden Platten 8, 9 werden durch elastische Kräfte 15, 16 des Profilgummis 25 aber auch an ihrer Stossstelle 19 gegeneinander angestellt bzw. zusammengepresst.
Der Profilgummi 25 kann durch entsprechende Versuche so dimensioniert werden, dass Klemmkräfte nach Pfeil 15, 16 die Platten 8, 9 bei normalem Giessbetrieb an der Stossfuge 19 zusammenhalten und gleichzeitig elastische Anstellkräfte nach Pfeilen 12, 13 gegen den Strang erzeugt werden, die für eine optimale Kühlleistung einer Schnellgiesskokille ausreicht.
Der Profilgummi 25 hat neben der Erzeugung elastischer Kräfte 12, 13, 15, 16 noch die Aufgabe, die Strangstützflächen 29, 29 min der beiden benachbarten Platten 8 min , 9 min vor und während des Giessbetriebes, wenn immer der Strang es zulässt, in einer in Stranglaufrichtung fluchtenden Position festzuhalten bzw. wieder in diese Position selbsttätig zurückzubringen.
Der Profilgummi 25 ist, wie in Fig. 3 erkennbar, ringförmig in zwei Teilen um die Platten 8, 9 der Nachkühlteile 4, 5 angeordnet. Die Halteeinrichtungen 26, 27 von je zwei rechtwinklig zueinanderstehenden Platten 8, 8 min bzw. 9, 9 min werden in diesem Beispiel vom gleichen Profilgummiteil gehalten. Auf der dem Profilgummiteil gegenüberliegenden Seite sind die Halteeinrichtungen 26, 27 mittels Schwalbenschwänzen 35 an den beiden an die Stossstelle 19 angrenzenden Enden der Platten 8 min , 9 min befestigt. Auch andere Befestigungen, wie Nietverbindungen, sind denkbar.
Mittels Bolzen 30, die Anschläge 31 aufweisen, können die benachbarten Platten 8 min und 9 min in ihrer Bewegung parallel zur Stranglaufrichtung 10 begrenzt werden. Die Anschläge 31 können beispielsweise auch mit elastischen Kraftgeräten, wie Tellerfedern etc., versehen sein. Durch Einpressen des Profilgummis 25 in eine konische Metallhülse 32 können die elastischen Kräfte gemäss Pfeilen 15, 16 (Fig. 2) dimensioniert und der Gummi vor Verschleiss geschützt werden. Die Metallhülse 32 als Tragelement für den Profilgummi 25 wird nur von den Halteeinrichtungen 26, 27 getragen. Sie können Pendel- und Torsionsbewegungen zusammen mit den Platten 8, 9 bzw. Halteeinrichtungen 26, 27 ausführen.
Die Platten 8-8 min min min des ersten Nachkühlteiles 4 sind in diesem Beispiel mit dem geschlossenen Eingiessteil 2 spaltlos verbunden. Die am Ende der Platten 8 angreifenden elastischen Kräfte gemäss Pfeilen 12 biegen die Platten 8 in einer Biegezone 33 zwischen dem Eingiessteil 2 und dem ersten Nachkühlteil 4. In der Regel werden dem Eingiessteil 2 mindestens zwei Nachkühlteile 4, 5 nachgeordnet, wobei der erste Nachkühlteil 4 mit der Biegezone 33 oder über eine Stossstelle mit dem Eingiessteil verbunden sein kann. Der als Rohr- oder Plattenkokille etc. ausgebildete Eingiessteil 2 kann eine Länge zwischen 250-600 mm, vorzugsweise zwischen 250 und 400 mm, der Nachkühlteil wahlweise je nach der vorgesehenen Giessgeschwindigkeit, Giessformat und Stahlqualität in mehreren Stufen bis 1200 mm aufweisen.
Wie aus Fig. 3 am besten zu erkennen ist, sind die Platten 8, 9 in den Ecken mittels im wesentlichen in Stranglaufrichtung verlaufenden Spaltfugen 40 getrennt. Die Dimensionierung der Spaltfugen 40 ist von besonderer Bedeutung, damit die Platten sowohl in den Strangsollquerschnitt hinein anstellbar als auch von diesem weg bewegbar sind. Der Bewegungsweg der Platten quer zur Stranglaufrichtung 10 soll zwischen 1-2% vom Strangsollmass in beiden Richtungen betragen. Die beiden Flächen, die die Spaltfuge 40 bilden, liegen im wesentlichen parallel zueinander. Der Kaltstrangkopf ist in der Regel so dimensioniert, dass er mit Spiel in die Kokille einfahren kann, wenn die Platten an den Spaltfugen 40 zusammenstossen.
Bei polygonalen Strangquerschnitten werden die Spaltfugen 40 an den Ecken angeordnet. Anstelle der vier in Fig. 3 dargestellten Platten 8-8 min min min können je zwei benachbarte Platten 8, 8 min zu einer Winkelplatte zusammengefasst werden. Zwei solcher Winkelplatten würden den Strang mit nur zwei Spaltfugen umschliessen. Kokillen mit rundem Giessquerschnitt können mit zwei oder mehr vertikalen Spaltfugen aufgebaut werden.
Die Kokillenkühlung ist im Eingiessteil 2 in bekannter Weise mit einem geschlossenen Kühlwasserkreislauf verbunden. In den Nachkühlteilen 4 und 5 werden die Platten mit Sprühfächern von Sprühdüsen 41 gekühlt.
Es versteht sich von selbst, dass anstelle des Profilgummis 25 andere äquivalente elastische Kraftgeräte, wie Federn, insbesondere Spiralfedern, pneumatische oder hydraulische Federn etc., angewendet werden können.
In Fig. 4 ist eine runde Kokille mit Platten 8 versehen, die im Umfang achtfach unterteilt ist. Die Bezugsziffern in dieser Figur sind gleich, wie in den Fig. 1-3 und die Aufhängung der Platten 8 ist ebenfalls gleich vorgesehen, wie in den Fig. 1-3.
In Fig. 5-7 ist eine ähnliche Kokille wie in den Fig. 1-3 dargestellt. Die auf einer Seite eines recheckigen Strangquerschnittes angeordneten Platten sind in Stranglaufrichtung in viele Plattenelemente 51 unterteilt. Diese Plattenelemente 51 könnten auch über den Strangumfang mehr als vierfach unterteilt sein. Die Anordnung von elastischen Elementen ist gegenüber Fig. 1-3 unterschiedlich. Die Plattenelemente 51 sind mit einer in Stranglaufrichtung verlaufenden Halteeinrichtung 52 versehen, die ihrerseits in elastischen Elementen 53 abgestützt sind. Die elastischen Elemente 53 sind als Profilgummiteil ausgebildet und werden von Metallhülsen 54 getragen. Jeweils am oberen und am unteren Ende können die Metallhülsen 54 entweder einstellbar mit einem Ring oder fest an Ringsegmenten 56 verbunden sein.
Die benachbarten Segmente 56 können über Verstelleinrichtungen 57 stirnseitig zu einem Ring verbunden werden. Mit Hilfe dieser Verstelleinrichtungen 57 lässt sich die gewünschte Konizität und die elastische Anpresskraft der Plattenelemente 51 an den Strang einstellen. Die über die Verstelleinrichtung 57 eingeleitete Anpresskraft 58 der ringförmigen Abstützung ergibt eine durch Pfeile 59 dargestellte Streckenlast auf die Plattenelemente 51 bzw. auf den Giessstrang. Die auf diese Weise elastisch aufgehängten Plattenelemente 51 sind relativ zueinander durch den Strang bewegbar. Der aus Ringsegmenten 56 zusammengebaute Ring wird von den Metallhülsen 54 und den Halteeinrichtungen 52 der Plattenelemente 51 getragen. Die Ringsegmente können zusammen mit den Plattenelementen Pendel- und Torsionsbewegungen ausführen.
Die Verbindung in Stranglaufrichtung erfolgt mittels vorgespannter Spannelemente 64, wie beispielsweise eine mit einer Feder 66 versehene Bolzenverbindung. Diese ergeben eine bewegliche Verbindung einzelner Zonen der Nachkühlstrecke. Weiter wird auf diese Weise eine in Stranglaufrichtung wirkende elastische Kraft gemäss Pfeilen 65 erzeugt, welche die Plattenelemente 51 an ihren Stossstellen zusammenhält. Mehrere untereinander liegende Plattenelemente 51 können anstelle des Spannelementes 64 beispielsweise durch ein vorgespanntes Drahtseil ersetzt werden. Denkbar sind auch andere Ausführungen der Stütz- und Kühleinheit, z.B. zwei Halteeinrichtungen 52 je Plattenelement.
Die elastischen Elemente 53 und 64 und ihre Trageinrichtungen wie Ringsegmente 56 lassen aufgrund ihrer Art der Aufhängung eine Pendelbewegung gemäss Pfeilen 60, 61 und/oder eine Torsionsbewegung gemäss Pfeil 62 um die Längsachse des Nachkühlteiles zu. Mit 63 ist andeutungsweise ein Sprühfächer dargestellt. Solche Sprühfächer würden über den Umfang der Kokille gleichmässig verteilt angeordnet.
In Fig. 8 ist in einer Platte 42 eines Nachkühlteiles 5 ein in der Regel horizontaler Schlitz 43 mit einer Graphitleiste 44 versehen. Die Graphitleiste 44 ist nach dem Kohlebürstenprinzip durch eine Feder 45 mit einer Kraft beaufschlagt, damit die Graphitleiste im Reibkontakt mit einer Strangoberfläche 46 verbleibt. Als Schmiermittel darf sich die Leiste, die aus Graphit oder anderen geeigneten Trockenschmiermitteln besteht, langsam verzerren. Anstelle einer geraden, vertikal angeordneten Kokille können auch gebogene, schräg oder horizontal etc. liegende Kokillen mit erfindungsgemässen Nachkühlteilen ausgerüstet werden.
Der Kokillenhohlraum in den Nachkühlteilen kann in der Ausgangsstellung vor Giessbeginn in Stranglaufrichtung beispielsweise parallel sein oder einen Giesskonus aufweisen.
The invention relates to a continuous casting mold with a subsequent after-cooling part according to the features of the preamble of claim 1.
Since the beginning of continuous casting with continuous molds, experts have been concerned with the problem of the formation of an air gap between the strand crust and the mold wall below the bath level. This gap formation significantly reduces the cooling capacity of the mold and produces strand defects, in particular rhomboidity, due to uneven cooling of the strand crust. The extrusion speed and thus the casting performance of a continuous caster can be adjusted according to the cooling capacity of the mold.
From DE-AS 2 758 514, which forms the preamble, a continuous casting mold is known which has a pouring part which is closed on all sides and in which the bath level is located. The cross-sectional mass of the mold cavity of this mold part remains set to a predetermined fixed dimension during casting. A subsequent after-cooling part consists of movable plates which can be adjusted elastically against the strand crust transversely to the direction of the strand. This mold was able to improve both the breakthrough security and the strand quality at higher casting speeds. A significant increase in casting speed, e.g. however, it has not yet been possible to double the casting speed achieved with conventional single-stage molds.
Many other suggestions of so-called multi-stage molds have not found their way into practice.
The invention is therefore based on the object of providing a rapid casting mold which, with portable wear, enables a high cooling capacity and thus a high casting capacity. It is also intended to reduce the risk of breakthrough and, through an increased cooling rate, to produce a refined crystal structure, fewer strand defects on the surface and an improved strand geometry (no skewed edges).
This object is achieved by the sum of the features of claim 1.
With the rapid casting mold according to the invention, it is possible to freely design the length of the aftercooling section or to divide it as often as desired without creating open butt joints running transverse to the direction of the strand. A uniformly high cooling capacity across the entire circumference with the minimum risk of breakthrough can be achieved. In addition to the high casting performance, additional quality improvements, such as refined, error-free crystal structure, fewer defects on the strand surface and improved strand geometry can be ensured.
The proposed elastic adjustability parallel to the strand running direction against the adjacent upstream and, if present, downstream plate, creates a forceps-like closing force on the joint. Due to expansion of the mold walls due to heating during the casting operation, the butt joints move by a corresponding amount of expansion relative to the pouring part.
In order to achieve a high cooling capacity, the plates are placed with a predetermined force against a strand of nominal size. With a reduction in the target strand width or the target target thickness of the order of magnitude of 1-2%, the plates which can move on all sides can follow the strand. If the target strand width or the target strand thickness deviates in the sense of an increase of 1-2%, the plates can also individually follow these changes. As a result of the elastic adjustability which is provided parallel to the strand running direction at the same time, the butt joints of the following plates which run essentially transversely to the strand running direction are kept closed. These butt joints are therefore tight for strand breakthroughs within the mold.
In order to make the mold operational and maintenance-friendly, the number of elastic elements should be kept as low as possible. According to additional exemplary embodiments, it is particularly advantageous if two plates following one another in the direction of the strand run can be adjusted against the strand at their abutment by the same elastic element. A further reduction in the elastic elements can be achieved if two plates following one another in the strand running direction can be set against one another at their abutment by a common elastic element.
A further alternative improvement step is seen in the fact that the elastic adjustment of the plates in the strand running direction and the positioning of the plates against the strand are accomplished at the joint by the same elastic element.
If several plate sets are arranged one behind the other in the strand running direction, shoulders may occur at the joints between the plates, which interfere with the insertion of the starting strand or the pulling out of the cast strand. According to a further exemplary embodiment, it is proposed that the elastic element elastically hold strand support surfaces of adjacent plates at the abutment in a mutually aligned position or automatically bring them back into this position again and again during the casting process.
In order to bring a first set of plates as close as possible to the bath level, it is proposed to connect the plates of a first after-cooling part without a gap transversely to the strand running direction with the closed pouring part and to provide a bending zone between the pouring part and the plates of the after-cooling part. This avoids a joint in this critical area with a very thin strand crust.
In order to prevent corrosion of elastic elements such as springs, it is further proposed to use a profiled rubber part which holds or elastically supports the holding devices of two plates adjacent in the direction of the strand. A profiled rubber part also offers the possibility of enclosing the plates of a post-cooling part in a ring and thereby holding the holding devices of all plates supporting the strand from two plate zones adjacent in the strand running direction.
To protect and at the same time to achieve a precise assembly of the profile rubber part or the plates within the mold, it is additionally proposed to reinforce the profile rubber part with a metal sleeve.
The dimensioning and the structural design of the gaps running essentially in the direction of the strand running between two adjacent panels is to be given special attention. In order to be able to heal incipient breakthroughs in the area of these gap joints, these gaps are delimited by two opposing, essentially parallel gap areas. The gap should not exceed 2 mm. In such gaps, in combination with the direct spray water cooling, liquid steel originating from the beginning of breakthroughs can solidify and thus be healed.
To lubricate the mold, a lubrication device for known types of liquid lubricants is provided in the pouring part above the target bath level. The type of lubricant and the amount of lubricant is provided so that the lubricant also reaches the after-cooling parts and lubricates them. An additional lubrication device can optionally be arranged in the after-cooling part. Such a lubrication device can be constructed according to the carbon brush principle as dry lubrication or as liquid or fog lubrication. The lubricant can be pressed through openings such as slots etc. or through porous sintered metal or non-metallic porous refractory materials.
Examples of the invention are explained below with reference to figures.
Show it:
1 is a vertical section through a schematically illustrated mold,
2 shows an enlarged section with details from FIG. 1,
3 shows a horizontal section along the line III-III from FIG. 1 with detailed additions from FIG. 2,
4 shows a horizontal section through an after-cooling part of a mold with a round mold cavity,
5 shows a vertical section through a further example of a schematically illustrated mold,
6 is a horizontal section along the line VI-VI of FIG. 5,
Fig. 7 is an enlarged section with details of Fig. 5 and
Fig. 8 is a vertical section through an after-cooling part with a lubricating device.
1-3 consists of an all-round pouring part 2 with a length 3 and two subsequent after-cooling parts 4 and 5, each with a length 6 and 7. The after-cooling parts 4 and 5 are each made of four movable plates 8-8 min min or 9-9 min min min built. They can be adjusted transversely to the direction 10 of the strand against the strand crust, not shown, of a strand moving through the mold. This elastic adjustability is shown schematically in Fig. 1 by arrows 12, 13, 14. At the same time as this positioning force acting transversely to the strand running direction 10, elastic adjusting forces 15, 16, 17 are provided parallel to the strand running direction 10. They elastically press joint points 19 of adjacent upstream and downstream plates 8 'and 9'.
An arrow 20 indicates that the entire mold with the lengths 3, 6 and 7 can be oscillated or vibrated.
The two plates 8 min, 9 min following one another in the strand running direction 10 are placed at their abutment 19 by a jointly acting force of only one elastic element or force device transverse to the strand running direction 10. This common strength device is shown schematically in FIG. 1 by arrows 22. The elastic force of the arrow 22 is divided between the elastic forces of the arrows 12, 13. As an example of a practical embodiment, a profile rubber 25 is shown as an elastic element in FIGS. 2 and 3, which holds holding devices 26, 27 and thus transmits its contact force 12, 13 to them. The two plates 8, 9 following one another in the direction of the strand run are butted against one another or pressed together by elastic forces 15, 16 of the profiled rubber 25 but also at their abutment 19.
The profile rubber 25 can be dimensioned by appropriate tests so that clamping forces according to arrow 15, 16 hold the plates 8, 9 together during normal casting operation at the butt joint 19 and, at the same time, elastic contact forces according to arrows 12, 13 are generated against the strand, which for optimal Cooling capacity of a quick casting mold is sufficient.
In addition to the production of elastic forces 12, 13, 15, 16, the profile rubber 25 also has the task of providing the strand support surfaces 29, 29 min of the two adjacent plates 8 min, 9 min before and during the casting operation, whenever the strand permits, in one to hold in alignment in the strand running direction or to bring it back automatically into this position.
The profile rubber 25, as can be seen in FIG. 3, is arranged in a ring in two parts around the plates 8, 9 of the after-cooling parts 4, 5. The holding devices 26, 27 of two plates 8, 8 min and 9, 9 min, respectively, standing at right angles to each other are held in this example by the same profile rubber part. On the side opposite the profile rubber part, the holding devices 26, 27 are fastened by means of dovetails 35 to the two ends of the plates adjoining the joint 19 8 min, 9 min. Other fastenings, such as riveted connections, are also conceivable.
By means of bolts 30, which have stops 31, the neighboring plates 8 min and 9 min can be limited in their movement parallel to the strand running direction 10. The stops 31 can, for example, also be provided with elastic force devices, such as disc springs, etc. By pressing the profile rubber 25 into a conical metal sleeve 32, the elastic forces can be dimensioned according to arrows 15, 16 (FIG. 2) and the rubber can be protected against wear. The metal sleeve 32 as a supporting element for the profile rubber 25 is only supported by the holding devices 26, 27. You can perform pendulum and torsional movements together with the plates 8, 9 or holding devices 26, 27.
In this example, the plates 8-8 min min min of the first after-cooling part 4 are connected to the closed pouring part 2 without a gap. The elastic forces acting on the end of the plates 8 according to arrows 12 bend the plates 8 in a bending zone 33 between the pouring part 2 and the first after-cooling part 4. As a rule, the pouring part 2 is followed by at least two after-cooling parts 4, 5, the first after-cooling part 4 can be connected to the bending part 33 or via a joint with the pouring part. The pouring part 2, which is designed as a tubular or plate mold, etc., can have a length of between 250-600 mm, preferably between 250 and 400 mm, and the after-cooling part can have several stages up to 1200 mm, depending on the intended casting speed, casting format and steel quality.
As can best be seen from FIG. 3, the plates 8, 9 are separated in the corners by means of gap joints 40 running essentially in the direction of the strand. The dimensioning of the gap joints 40 is of particular importance, so that the plates can both be set into the desired strand cross section and can be moved away from it. The path of movement of the plates transversely to the strand running direction 10 should be between 1-2% of the nominal strand dimension in both directions. The two surfaces which form the gap joint 40 are essentially parallel to one another. The cold strand head is generally dimensioned such that it can move into the mold with play if the plates collide at the gap joints 40.
In the case of polygonal strand cross sections, the gap joints 40 are arranged at the corners. Instead of the four plates 8-8 min min min shown in FIG. 3, two adjacent plates 8, 8 min each can be combined to form an angle plate. Two such angle plates would enclose the strand with only two gap joints. Chill molds with a round casting cross-section can be built with two or more vertical gap joints.
The mold cooling is connected in the pouring part 2 in a known manner with a closed cooling water circuit. In the after-cooling parts 4 and 5, the plates are cooled with spray compartments by spray nozzles 41.
It goes without saying that instead of the profile rubber 25, other equivalent elastic force devices, such as springs, in particular spiral springs, pneumatic or hydraulic springs, etc., can be used.
In Fig. 4, a round mold is provided with plates 8, which is divided into eight circumferences. The reference numerals in this figure are the same as in FIGS. 1-3 and the suspension of the plates 8 is also the same as in FIGS. 1-3.
5-7 shows a mold similar to that shown in FIGS. 1-3. The plates arranged on one side of a rectangular strand cross section are divided into many plate elements 51 in the strand running direction. These plate elements 51 could also be divided more than four times over the circumference of the strand. The arrangement of elastic elements is different from Fig. 1-3. The plate elements 51 are provided with a holding device 52 running in the direction of the strand, which in turn is supported in elastic elements 53. The elastic elements 53 are designed as profiled rubber parts and are supported by metal sleeves 54. In each case at the upper and at the lower end, the metal sleeves 54 can either be adjustably connected to a ring or fixedly connected to ring segments 56.
The adjacent segments 56 can be connected on the end face to form a ring via adjusting devices 57. With the aid of these adjusting devices 57, the desired conicity and the elastic contact pressure of the plate elements 51 on the strand can be set. The contact pressure 58 of the annular support introduced via the adjusting device 57 results in a line load, represented by arrows 59, on the plate elements 51 or on the casting strand. The plate elements 51 which are suspended elastically in this way can be moved relative to one another by the strand. The ring assembled from ring segments 56 is carried by the metal sleeves 54 and the holding devices 52 of the plate elements 51. The ring segments can perform pendulum and torsional movements together with the plate elements.
The connection in the strand running direction is made by means of prestressed tensioning elements 64, such as a bolt connection provided with a spring 66. These result in a flexible connection of individual zones of the post-cooling section. Furthermore, an elastic force acting in the direction of the strand running according to arrows 65 is generated, which holds the plate elements 51 together at their abutting points. A plurality of plate elements 51 lying one below the other can be replaced, for example, by a pre-tensioned wire rope instead of the tensioning element 64. Other versions of the support and cooling unit are also conceivable, e.g. two holding devices 52 per plate element.
The elastic elements 53 and 64 and their support devices such as ring segments 56 allow a pendulum movement according to arrows 60, 61 and / or a torsional movement according to arrow 62 around the longitudinal axis of the after-cooling part due to their type of suspension. At 63, a spray fan is indicated. Such spray fans would be evenly distributed over the circumference of the mold.
In Fig. 8, a generally horizontal slot 43 is provided with a graphite strip 44 in a plate 42 of an after-cooling part 5. The graphite strip 44 is acted upon by a spring 45 according to the carbon brush principle, so that the graphite strip remains in frictional contact with a strand surface 46. As a lubricant, the bar, which consists of graphite or other suitable dry lubricants, may slowly distort. Instead of a straight, vertically arranged mold, curved, obliquely or horizontally etc. molds can also be equipped with after-cooling parts according to the invention.
The mold cavity in the aftercooling parts can, for example, be parallel or have a casting cone in the starting position before the start of casting in the strand running direction.