CH683327A5

CH683327A5 - Vorrichtung zum Stranggiessen.

Info

Publication number: CH683327A5
Application number: CH55990A
Authority: CH
Inventors: Adrian Stilli
Original assignee: Concast Standard Ag
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1994-02-28

Description

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CH 683 327 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggiessen gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.

Seit den Anfängen des Stranggiessens mit Durchlaufkokillen hat sich die Fachwelt mit dem Problem der Bildung von Luftspalten zwischen Strangkruste und Kokillenwand unterhalb des Badspiegels befasst. Diese Spaltbildung vermindert den Wärmeübergang zwischen Kokille und Strangkruste ganz wesentlich und verursacht zusätzlich eine un-gleichmässige Kühlung der Strangkruste, die zu Strangfehlern, wie Rhomboidität etc., führt. Um über die ganze Kokillenlänge eine möglichst gleichmässi-ge Kühlleistung zu erzielen, sind viele Vorschläge, wie Schreitbalken (Walking beams), Kühlmitteleinpressen in den Luftspalt, Kokillenhohlraum mit unterschiedlichen Giesskonizitäten etc., vorgeschlagen worden.

Aus der AT-PS 185 514, die den Oberbegriff bildet, ist eine Vorrichtung zum Stranggiessen bekannt, die aus einer klassischen Durchlaufkokille und einer unmittelbar anschliessenden Kühleinrichtung besteht. Die Kühleinrichtung weist in Stranglaufrichtung verlaufende, zum Formhohlraum hin elastisch anstellbare Kühlwandteile auf. Zwischen benachbarten platten- oder streifenförmigen Kühlwandteilen sind bei runden Strangquerschnitten in Stranglaufrichtung Spalte, bei polygonalen Strangquerschnitten offene Eckzonen vorgesehen, die bei Strangdurchbrüchen flüssigen Stahl ausfliessen lassen. Im weiteren können die individuell anstellbaren streifenförmigen Kühlwandteile unregelmässig ver-schleissen und damit die dem Formhohlraum ange-passte Sollgeometrie rasch verlieren. Dadurch kann die Kühlleistung unkontrolliert absinken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellgiesseinrichtung zu schaffen, die bei tragbarem Verschleiss eine hohe, gleichmässige Kühlleistung und damit eine hohe Giessleistung ermöglicht. Sie soll im weiteren das Durchbruchrisiko über die gesamte Länge der Kühlvorrichtung praktisch ausschliessen und durch eine über den gesamten Kokillenumfang gleichmässig hohe Kühlleistung ein verfeinertes Kristallgefüge, weniger Strangfehler an der Oberfläche und eine verbesserte Stranggeometrie (keine Ausbauchungen, keine Einziehungen im Eckbereich, keine Spiesskantigkeit) erzeugen.

Diese Aufgabe wird durch die Summe der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es möglich, die Strangoberfläche mit einer gleichmässig hohen Leistung zu kühlen und eine hohe Giessleistung zu erreichen. Das Durchbruchrisiko ist dabei über die gesamte Länge der Kühleinrichtung praktisch ausgeschlossen. Der Verschleiss der einzelnen Kühlwandteile wird durch die Verbindungselemente an den parallel zur Stranglaufrichtung verlaufenden benachbarten Seiten reduziert und verteilt sich wesentlich gleichmässiger über die Kühlwandfläche. Durch die über den Strangumfang gesehen gleichmässigere hohe Kühlleistung ergibt sich auch eine gleichmässigere Verteilung von Legierungsbestandteilen und Verunreinigungen, ein verfeinertes Kristallgefüge und eine verbesserte Strangoberfläche sowie Stranggeometrie, so dass die Umfangskontur des Stranges dem Strang-Sollquerschnitt sehr nahe kommt.

Damit sich die Kühlwandteile optimal der Geometrie der aus dem vorgelagerten Kokillenteil austretenden Strangschale anpassen können, wird vorgeschlagen, die Kühlwandteile entlang dem Umfang des Kühlhohlraumes und/oder in Stranglaufrichtung in eine Vielzahl von schwenkbaren Kühlwandteilen zu unterteilen.

Es sind verschiedenste Konstruktionen denkbar, die Kühlwandteile an ihren parallel zur Stranglaufrichtung verlaufenden benachbarten Seiten über ein Verbindungselement in Kontakt zu bringen. Die die Kühlwandteile verbindenden Elemente können aus mechanischen Gelenkteilen oder aus einem sie verbindenden Mantel, der aus einem allseitig biegsamen Material besteht, aufgebaut sein.

Die Gelenkteile stellen sicher, dass die Kühlwandteile Schwenkbewegungen um einen vorbestimmten Winkel Alpha bis 10 Grad um parallel und/oder quer zur Stranglaufrichtung verlaufende Schwenkachsen zulassen.

Um genügend Bewegungsspielraum auch für Verschiebungen parallel zur geführten Strangoberfläche sicherstellen zu können, ist es vorgesehen, zwischen solchen Gruppen Spalten von 0,5-5 mm anzuordnen.

Damit im unteren Kokillenteil Fixflächen des Soll-Formhohlraumqerschnittes an vorbestimmten Stellen sichergestellt werden können, wird zusätzlich vorgeschlagen, zwischen den Gruppen starre Kühlwandstreifen anzuordnen, die einen vorbestimmten Soll-Formhohlraumquerschnitt definieren.

Die erfindungsgemässe Kokille kann bei runden, ovalen, polygonalen, doppel-T-förmigen Querschnitten etc. Verwendung finden. Bei polygonalen Querschnitten kann es von besonderem Vorteil sein, wenn jede Gruppe von Kühlwandteilen eine Ecke des Formhohlraumes umschliesst. Starr angeordnete Kühlwandstreifen können, wenn erwünscht, jeweils etwa in der Mitte zwischen zwei benachbarten Ecken des Formhohlraumes vorgesehen werden.

Um eine eventuelle Spiesskantigkeit und/oder einen Einzug der Strangkruste im Kantenbereich, die im Kokillenoberteil entstanden sind, zu stabilisieren, ist eine optimale Anpassung der Kühlwandteile an die Strangkruste in den Eckzonen notwendig. Um dies zu erreichen, wird vorgeschlagen, pro Seite des Formhohlraumquerschnittes vier bis acht streifenförmige Kühlwandteile anzuordnen.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Kühlwandteile zusätzliche Führungselemente aufweisen, die eine Verschiebung quer zur Stranglaufrichtung und parallel zur Kühlfläche des Formhohlraumes zulassen. Diese Verschiebung, die bei rechteckigen Querschnitten in der Regel durch eine diagonale Anstellbewegung eines Kühlwandteiles an einer Ecke auf die benachbarten Kühlwandteile übertragen wird, dient besonders einer optimalen Kühlung der Eckzone des Stranges.

Um die Spaltbildung zwischen dem oberen klassischen Kokillenteil mit starrem, geschlossenem Formhohlraum und der Kühleinrichtung mit elastisch

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anstellbaren Kühlwandteilen kleinstmöglich zu halten, und um eine optimale Bewegungsfreiheit der Kühlwandteile sicherzustellen, ist vorgesehen, die Kühlwandteile an ihren quer zur Stranglaufrichtung sich erstreckenden kurzen Seiten über eine Nut und Federführung zu führen, wobei die Nut den Anstellweg zum Strang hin bzw. vom Strang weg begrenzt.

Die Kühleinrichtung kann über ihre Länge quer zur Stranglaufrichtung in mindestens zwei Abschnitte unterteilt sein. Zwischen den beiden Abschnitten ist mit Vorteil ein starr angeordneter Führungsträger vorgesehen.

Im nachfolgenden werden anhand von Figuren Beispiele der Erfindung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Strang-giesskokille mit einer unmittelbar anschliessenden Kühleinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrösserten Horizontalschnitt durch einen Teil der Kühleinrichtung, die eine Strangkruste führt,

Fig. 4 ein weiteres Beispiel mit Gelenkteilen,

Fig. 5 ein weiteres Beispiel mit Gelenkteilen,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch ein weiteres Beispiel einer Kühleinrichtung und

Fig. 7 eine Ansicht auf ein weiteres Beispiel einer Anordnung von Kühlwandteilen.

In Fig. 1 und 2 ist eine klassische Kokille 1 mit starr angeordneten Wänden schematisch dargestellt. Sie besitzt einen geschlossenen Formhohlraum 5. Unmittelbar anschliessend an die Durchlaufkokille 1 folgt eine Kühleinrichtung 2, die mit in Stranglaufrichtung 3 verlaufenden, zum Formhohlraum 5 hin elastisch anstellbaren Kühlwandteilen 6 ausgerüstet ist. Die elastische Anstellung wird in diesem Beispiel durch am Rahmen 25 abgestützte Federn 4 sichergestellt. Die Anstellbewegung wird durch Bolzen 7, die mit den Federn 4 zusammenwirken, am Rahmen 25 geführt. Der Rahmen 25 kann, wie strichpunktiert dargestellt, mit Laschen 27 mit der Kokille 1 verbunden oder direkt an einem nicht dargestellten Maschinenständer, der z.B. die Sekundärkühleinrichtung trägt, aufgehängt sein.

Mit 28 ist eine Wasserzuführung zu einem indirekt gekühlten Kühlwandteil 6 angedeutet. Die Kühlwandteile 6 können aber auch direkt mittels Sprühdüsen gekühlt werden.

Die Kühlwandteile 6 sind an ihren parallel zur Stranglaufrichtung 3 verlaufenden benachbarten Seiten 8 über Verbindungselemente 9 in Kontakt. In diesem Beispiel besteht die Anlenkung aus einem Gelenkteil in der Form einer im wesentlichen runden Feder 9 und dieser Feder angepassten Nuten 20 in den Kühlwandteilen 6. Die Führungsvorrichtung erlaubt den Kühlwandteilen eine vorbestimmte, geführte Verschwenkbewegung um eine parallel zur Stranglaufrichtung 3 angeordnete Achse 10.

Je nach der erwünschten Anpassungsfähigkeit können Kühlwandteile 6 in schmale Kühlwandstreifen 6' unterteilt werden. Pro Strangseite werden mit

Vorteil vier bis acht Kühlwandstreifen vorgesehen. Im weiteren kann der Umfang des Formhohlraumes in Gruppen 12, bei rechteckigen Strangquerschnitten z.B. in vier Gruppen zu je fünf bis sieben streifenförmigen Kühlwandteilen 6' unterteilt werden. Jede Gruppe 12 umschliesst dabei eine Ecke 17 des Formhohlraumes 5.

Zwischen den einzelnen Gruppen 12 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, ein auf ein vorbestimmtes Strangformat starr angeordneter Kühlwandstreifen 16 vorgesehen werden. Zwischen diesem, etwa in der Mitte zwischen zwei Ecken 17 angeordneten starren Kühlwandstreifen 16 und den beiden benachbarten Kühlwandteilen 6', ist kein Gelenkelement eingebaut. Ein Spalt 14 von 0,5-5 mm sorgt für entsprechende Bewegungsfreiheit. Ein Spalt 14' ohne Gelenkelement 9 kann auch direkt zwischen zwei Gruppen 12 angeordnet werden.

Die Kühlwandteile 6' sind an ihren quer zur Stranglaufrichtung 3 sich erstreckenden kurzen Seiten 21 über eine Nut- 24 und Federführung 22 so geführt, dass die Nut 24 den Anstellweg 26 zum Strang hin bzw. vom Strang weg begrenzt. Die Nut-24 und Federführung 22 erlaubt den Kühlwandteilen 6' zusätzlich eine Verschiebung quer zur Stranglaufrichtung 3 und parallel zur Kühlfläche 23 des Formhohlraumes 5 (Doppelpfeil 11).

In Fig. 1 sind unterhalb des Kokillenabschnittes 2' strichpunktiert angedeutete Kühlwandteile 36 in einem weiteren Abschnitt 2" angedeutet. Zwischen den einzelnen Abschnitten 2' und 2" ist ein starr angeordneter, quer zur Stranglaufrichtung 3 verlaufender Kühlwandstreifen 28 vorgesehen. Der rund um den Kokillenhohlraum herum verlaufende Kühlwandstreifen 28 kann über parallel zur Stranglaufrichtung 3 verlaufende, starr angeordnete Kühlwandstreifen 16 mit dem oberen Kokillenteil 1 rahmenartig verbunden sein. Die Führung der Kühlwandteile 36 an ihren kurzen Stirnseiten, die AnStelleinrichtungen 4, 7 und die Gelenkführungen 9 sind im Abschnitt 2" gleich wie im Abschnitt 2' aufgebaut.

In Fig. 3 ist eine Strangschale 31 und ein flüssiger Kern 32 eines durch die Kühleinrichtung 2 sich bewegenden Stranges dargestellt. Durch die Gelenkteile, die aus Federn 19 und Rundnuten 20 bestehen, können sich die Kühlwandteile 6' der Strangkruste 31 sowohl im Eckbereich als auch einer Einziehung 33 in einer Eckzone folgen. Die Kühlwandteile 6' können dabei gegenseitig um einen vorbestimmten Winkel Alpha verschwenken, der durch die Formgebung des Spaltes 35 zwischen den Kühlwandteilen bestimmt wird.

In Fig. 4 ist mit 29 ein Nut- und Federgelenk und in Fig. 5 mit 39 ein weiterer Gelenkvorschlag dargestellt.

Die elastischen AnStelleinrichtungen sind in der Fig. 2 teilweise durch Pfeile 13 angedeutet und in den Fig. 3-, 4 und 5 zur Vereinfachung weggelassen worden.

In Fig. 6 sind mit 6" Kühlwandteile mit einem biegsamen Band oder einem biegsamen Mantel 61 verbunden. Zwischen dem biegsamen Mantel 61 und einem Metallgehäuse 62 ist ein Kühlwasserspalt 63 angeordnet. Das durchfliessende Kühlwas-

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ser erzeugt eine elastische Anstellkraft auf den Mantel 61 und die Kühlwandteile 6". Dadurch können die Kühlwandteile 6" auch Unregelmässigkeiten der Strangschale 64 folgen. Der Mantel 61 oder Bänder erfüllen die Funktionen als Verbindungselement und gleichzeitig als Scharnierelement für Schwenkbewegungen der Kühlwandteile 6". Mit 65 ist der flüssige Kern des Stranges dargestellt.

In Fig. 7 sind relativ kleine Kühlwandteile 6" mit einem Mantel 61 verbunden. Eine Vielzahl von Kühlwandteilen 6" ist sowohl entlang einem Umfang eines Kokillenhohlraumes (Pfeil 67) und/oder entlang der Stranglaufrichtung (Pfeil 68) vorgesehen. Durch diese Anordnung einer Vielzahl von platten-förmigen Kühlwandteilen 6", die am biegsamen Mantel 61 befestigt sind, können die Kühlwandteile 6" beschränkte Schwenkbewegungen um parallel und/oder quer zur Stranglaufrichtung 68 liegende Schwenkachsen 69 bzw. 70 ausführen.

Die Kühlwandteile 6" und der Mantel 61 sind in der Regel aus hochwärmeleitfähigen Materialien hergestellt.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Stranggiessen, bestehend aus einer Durchlaufkokille und einer Kühleinrichtung (2) mit elastisch jeweils an die momentane Geometrie der durchlaufenden Strangschale anstellbaren Kühlwandteilen (6), wobei die Kühleinrichtung (2) mit der Durchlaufkokille verbunden ist und einen unteren Kokillenteil (2') bildet, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Kühlwandteile (6, 6', 6") gegeneinander so angelenkt sind, dass die Anstellbewegung der Kühlwandteile (6, 6', 6" eine Schwenkbewegung der Kühlwandteile (6, 6', 6") miteinschliesst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilung der Wand der Kühleinrichtung (2) in die Kühlwandteile (6, 6', 6") entlang dem Umfang des Kühlhohlraumes und/oder in Stranglaufrichtung (3) erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwandteile (6, 6', 6") durch Gelenkteile (9, 19, 20, 29) gegeneinander angelenkt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwandteile (6, 6', 6") an einem sie verbindenden Mantel (61), der aus einem allseitig biegsamen Material besteht, befestigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegungen der Kühlwandteile (6, 6', 6") um parallel und/oder quer zur Stranglaufrichtung (3, 68) angeordnete Schwenkachsen (69 bzw. 70) erfolgen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwandteile (6, 6', 6") gegenseitig um einen vorbestimmten Winkel Alpha bis 10 Grad schwenkbar sind.

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