DE10123053C2 - Device for the continuous casting of metal, in particular steel - Google Patents
Device for the continuous casting of metal, in particular steelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl, mit einer Standkokille mit Kokillenwänden, einem Magnetfelderzeuger sowie mit einer Kokillenkühleinrichtung. Eine solche Vorrichtung dient zum Gießen von unterschiedlichen Strangformaten, wie zum Beispiel Brammen, Dünnbram men, Vorblöcke oder Beam Blanks (Trägervorprofile). Hierbei kann die Kokille selbst oder der Strang - wie beim Horizontalstrangguß - oszillieren. Die Kokille selbst ist aber an einem Ort angeordnet und wird daher auch als Standkokille be zeichnet.The invention relates to a device for the continuous casting of metal, in particular of steel, with a stand mold with mold walls, a magnetic field generator as well as with a mold cooling device. Such a device is used for casting of different strand formats, such as slabs, thin slabs men, blooms or beam blanks. Here, the mold itself or the strand - as in horizontal continuous casting - oscillate. The mold itself is arranged in one place and is therefore also used as a stand mold records.
Solche Kokillen als Gießform für Stranggußanlagen bestehen entweder aus Kokil lenplatten, und zwar zwei Platten für die Kokillenbreit- und zwei Platten für die Ko killenschmalseiten, oder aus Kokillenrohren.Such molds as a casting mold for continuous casting plants consist either of Kokil lenplatten, namely two plates for the Kokillenbreit- and two plates for the Ko kill narrow sides, or from mold tubes.
Diese Kokillenplatten oder Kokillenrohre bestehen aus Kupfer und weisen in der Regel eine Dicke von 10 bis 50 mm zwischen der Wasserkühlung und der der Stahlschmelze zugewandten Seite auf.These mold plates or mold tubes are made of copper and have in the Usually a thickness of 10 to 50 mm between the water cooling and the Melting steel side facing.
Die Wahl der Kupferplattendicke hängt von den Wärmebelastungen oder dem Wärmestrom, gemessen beispielsweise in MWh/m2 oder MW/m2, ab. So weisen Stranggießanlagen mit einer Kokille für Brammenformate von einer Dicke größer 150 mm und einer Breite bis 3 m, die mit einer Gießgeschwindigkeit von maximal etwa 2,5 m/min gefahren werden, einen Wärmestrom von maximal 2 MW/m2 auf Die Dicke der Kupferplatten der Kokille liegt zwischen 25 bis 50 mm. Dagegen weisen Dünnbrammen, die mit Gießgeschwindigkeiten von bis zu 10 und in Zu kunft bis 15 m/min gefahren werden, einen Wärmestrom von maximal 4-5 MW/m2 auf sowie Kupferplattendicken von 10 bis 25 mm.The choice of copper plate thickness depends on the heat loads or the heat flow, measured for example in MWh / m 2 or MW / m 2 . Continuous casting plants with a mold for slab formats with a thickness greater than 150 mm and a width of up to 3 m, which are driven at a maximum casting speed of about 2.5 m / min, have a heat flow of at most 2 MW / m 2 Copper plates of the mold are between 25 and 50 mm. In contrast, thin slabs, which are operated at casting speeds of up to 10 and in the future up to 15 m / min, have a heat flow of maximum 4-5 MW / m 2 and copper plate thicknesses of 10 to 25 mm.
Um dem mit steigender Gießgeschwindigkeit steigenden Wärmestrom gerecht zu werden, müßte die Kupferwand immer dünner werden bei Intensivierung der Was serkühlung. Dies ist schwierig, da dünner ausgebildete Kokillenwände immer schlechter den hohen Wasserdrücken von 5-15 bar, die für eine entsprechende Wassergeschwindigkeit von 5-15 m/s sorgen, ohne Deformation standhalten. Zu dem ergibt sich der Nachteil, daß zu dünn ausgebildete Kupferplatten bei einer zu hohen thermischen Belastung des kaltgewalzten Kupfers durch Überschreiten der Rekristallisationstemperatur an Festigkeit verlieren. Außerdem ergeben sich Prob leme bei der Montage von sehr dünnen Kokillenkupferplatten auf dem Kokillen rahmen. Üblicherweise werden die Kokillenplatten auf die Wasserkästen bzw. den Kokillenrahmen mittels Bolzen montiert, die mittels eines Gewindes rückseitig in die Kupferplatte eingeschraubt werden. Dies ist bei sehr dünnen Platten nicht mehr möglich; hier müssen die Bolzen auf die Kupferplatten aufgeschweißt wer den.To do justice to the increasing heat flow with increasing casting speed the copper wall would have to become thinner and thinner as the What intensified serkühlung. This is difficult because the mold walls are always thinner worse the high water pressures of 5-15 bar, for a corresponding Ensure water speed of 5-15 m / s without withstanding deformation. to this results in the disadvantage that copper plates that are too thin are too small high thermal load of cold-rolled copper by exceeding the Loss of recrystallization temperature. Prob also arise leme when installing very thin mold copper plates on the mold frame. The mold plates are usually placed on the water boxes or the Mold frame mounted by means of bolts, which are screwed in at the back the copper plate can be screwed in. This is not the case with very thin plates more is possible; here the bolts must be welded onto the copper plates the.
Aus der US 5,967,223 ist eine Band-Gießmaschine bekannt, wobei zur Herstel lung eines flachen Gießproduktes die Schmelze zwischen zwei Endlosrotations riemen, die einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden Gießspalt zwischen sich ausformen, gegossen wird. Um eine gleichmäßige Riemenführung zu ge währleisten, sind diese durch ein darunter angeordnetes Magnetmuster stabilisiert, die eine Anziehungskraft auf den sich vorbeibewegenden Riemen ausüben. Die Kühlung erfolgt mittels eines Kühlmittelfilms, der bewirkt, daß der Riemen sich beabstandet zu den Magnetpolstirnflächen an diesen vorbeibewegt. A band casting machine is known from US Pat. No. 5,967,223 a flat cast product the melt between two endless rotations belts that have a substantially horizontal casting gap between form, is poured. To ensure even belt guidance ensure that they are stabilized by a magnetic pattern underneath, which exert an attractive force on the moving belt. The Cooling takes place by means of a coolant film, which causes the belt to come off spaced apart from the magnetic pole faces.
Die US 4,200,141 betrifft eine Kokille zum Stranggießen von Blöcken, wobei die inneren Wände, die die eigentliche Gießkokille bilden, Teile von Kühlkästen sind. Diese Kühlkästen sind so ausgebildet, daß sie einen elektromagnetischen Induktor aufnehmen können, um durch Verwirbelungen Seigerungen beim Gießprozess in der Erstarrungszone zu verhindern. Die Anordnung des Kühlkastens sowie der Induktoren an den Kokillenwänden erfolgt mit mechanischen Befestigungsmitteln.The US 4,200,141 relates to a mold for the continuous casting of blocks, the inner walls that form the actual casting mold are parts of cooling boxes. These coolers are designed to be an electromagnetic inductor can absorb in the pouring process segregations by turbulence to prevent the solidification zone. The arrangement of the cooler and the Inductors on the mold walls are made with mechanical fasteners.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art derart weiterzubilden, daß die oben genannten Nachteile trotz Erhöhung der Gießgeschwindigkeiten nicht mehr auftreten. Insbesondere soll eine Vorrichtung zum Stranggießen mit einer Kokille geschaffen werden, die hohe Wärmeströme abtransportieren kann und thermisch hoch belastbar ist. Auch soll die Montage verbessert werden.The invention has for its object a device of the generic type to develop such that the disadvantages mentioned above despite increasing the Pouring speeds no longer occur. In particular, a device can be created for continuous casting with a mold, the high heat flows can be transported away and can withstand high thermal loads. The assembly should also be improved.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrie ben.This object is achieved by the device with the features of claim 1 solved. Advantageous further developments are described in the subclaims ben.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß mindestens eine Kokillenwand eine Stahlkokillenwand mit mindestens einer Stahlschicht sowie ein Stützgitter für diese Stahlkokillenwand umfaßt, daß ein Magnetfelderzeuger vorhanden ist zur Erzeu gung eines Magnetfeldes, das über das Stützgitter auf die Stahlkokillenwand ein wirkt und so die Stahlkokillenwand auf das Stützgitter zieht, und daß die Kokillen kühleinrichtung eine Spritzkühlung umfaßt.According to the invention it is proposed that at least one mold wall be a Steel mold wall with at least one steel layer and a support grid for this Steel mold wall includes that a magnetic field generator is available for generation a magnetic field that enters the steel mold wall via the support grid acts and so the steel mold wall pulls on the support grid, and that the molds cooling device comprises a spray cooling.
Mittels dieser Merkmale wird eine Kokille geschaffen, die eine dünne Kokillenwand mit hohen und kontrollierten Wärmeableitungseigenschaften auch bei hohen Gießgeschwindigkeiten aufweist. Die Kokillenwand setzt sich einerseits aus einer zur Metallschmelze hinweisenden Stahlkokillenwand sowie andererseits aus ei nem Stützgitter zur Stabilisierung dieser Stahlkokillenwand zusammen. Aufgrund der magnetischen Anziehungskräfte kann die Stahlkokillenwand einfach montiert werden. Zudem weist eine solche Kokille den besonderen Vorteil auf, daß die durch die Stahlschmelze dem Verschleiß ausgesetzte Stahlkokillenwand anders als eine kostspieligere Kupferplatte gegebenenfalls schnell und unkompliziert ohne hochwertige Bearbeitung ersetzt werden kann, indem die Gebrauchte "weggewor fen" wird, d. h. dem Stahlrecycling-Prozeß wieder zugeführt wird. Mit Hilfe der vor geschlagenen doublierten Wand, bestehend aus dünner Stahlwand und Abstütz gitter, kann eine einfache und weniger kostspielige Kokillenspritzkühlung zum Ein satz kommen. Um keine hohen Kokillenkühlwasserdrücke, beispielsweise von bis zu 15 oder 20 bar aufbauen zu müssen, wirkt die Spritzkühlung in den von dem Stützgitter gelassenen offenen Kammern bzw. Durchlässen, d. h. die dünne Stahl kokillenwand wird unmittelbar gekühlt, erfährt aber trotzdem eine relativ hohe Ab stützwirkung. Bei der Spritzkühlung ist der Einsatz von Spritzwasser möglich. Ins gesamt ergibt sich bei hohen Wirkungsgraden hinsichtlich des Abtransportes von Wärme eine einfache Kokillenkonstruktion und deshalb eine relativ preisgünstige Kokille. Die erfindungsgemäße Lösung schafft eine Kokille, die eine Wärmeleitung aufweist, die ansonsten eine Kupferplattenstärke von etwa 10 mm oder mehr er fordern würde, die leicht auf einen Grundrahmen montierbar ist und die eine Kokil lenkühlung wasserseitig zuläßt und gleichzeitig kostengünstig ist.These features create a mold, which is a thin mold wall with high and controlled heat dissipation properties even at high Has casting speeds. The mold wall is made up of one steel mold wall pointing to molten metal and on the other hand made of egg a support grid to stabilize this steel mold wall. by virtue of The steel mold wall can be easily mounted due to the magnetic attraction become. In addition, such a mold has the particular advantage that the steel mold wall exposed to wear differently due to the molten steel as a more expensive copper plate, if necessary, quickly and easily without high quality machining can be replaced by the used "gone fen ", i.e. it is returned to the steel recycling process. With the help of the above beaten doubled wall, consisting of thin steel wall and support grid, can be a simple and less expensive permanent mold cooling sentence come. To avoid high mold cooling water pressures, e.g. from to To have to build up to 15 or 20 bar, the spray cooling works in the of the Supported open chambers or passages, d. H. the thin steel The mold wall is cooled immediately, but still experiences a relatively high decrease supporting effective. Spray water can be used for spray cooling. in the overall results in high efficiency with regard to the removal of Warm a simple mold construction and therefore a relatively inexpensive Mold. The solution according to the invention creates a mold that conducts heat which otherwise has a copper plate thickness of about 10 mm or more would require that can be easily mounted on a base frame and a Kokil allows steering cooling on the water side and at the same time is inexpensive.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stahlkokillenwand weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,5 und 5 mm auf, sie entspricht in ihrer Wirkung einer Kupferplat te der Dicke von 10 mm, weist aber konstruktive Vorteile sowie Preisvorteile auf.The steel mold wall proposed according to the invention preferably has one Thickness between 0.5 and 5 mm, its effect corresponds to a copper plate te the thickness of 10 mm, but has design advantages and price advantages.
Bevorzugt weist das Stützgitter eine Stützwand mit darin eingebrachten Kammern auf, d. h. die einzelnen Kammern oder Durchbrüche des Gitters sind von den Wandstegen der Stützwand umgeben, wobei über die Stützwände das Magnetfeld in die Kokillenwand eingeleitet wird. The support grid preferably has a support wall with chambers inserted therein on, d. H. the individual chambers or openings in the grille are of the Wall webs surround the support wall, the magnetic field via the support walls is introduced into the mold wall.
Die Spritzkühlung zur Kühlung der Kokillenwände umfaßt vorzugsweise Spritzdü sen, die in den Kammern des Stützgitters rückseitig die Stahlkokillenwand, d. h. durch die frei zugänglichen Kammerbereiche oder Lücken im Gitter, kühlen. Diese Spritzdüsen der Kokillenspritzkühlung sowie die Zuführungen für das Kühlmedium, insbesondere Wasser, sind in den Stützwänden des Stützgitters ganz oder teilwei se integriert. Insgesamt sind das Stützgitter bzw. die Stützwände im Verhältnis zu der Stahlkokillenwand dick ausgebildet.The spray cooling for cooling the mold walls preferably comprises spray nozzle sen, the back of the steel mold wall in the chambers of the support grid, d. H. cool through the freely accessible chamber areas or gaps in the grid. This Injection nozzles of the mold spray cooling as well as the feeds for the cooling medium, water, in particular, are wholly or partly in the support walls of the support grid se integrated. Overall, the support grid or the support walls are in relation to the steel mold wall is thick.
Die vorgeschlagene Spritzkühlung hat den Vorteil, daß die Intensität der Spritz kühlung funktional zum Energieverlauf in der Kokillenwand über die Kokillenhöhe einstellbar ist. Dieser Energieverlauf weist etwa im oberen Drittel der Kokille ein Wärmemaximum auf. Durch eine Spritzkühlung mittels einzelner, übereinander angeordneter, Düsen kann die Intensität der Kühlung kontrolliert eingestellt wer den und damit an einen Energieverlauf mit Energiemaximum bzw. eine Energie keule angepaßt werden, indem gerade an dieser Stelle intensiver gekühlt wird.The proposed spray cooling has the advantage that the intensity of the spray cooling functional to the energy flow in the mold wall over the mold height is adjustable. This energy curve shows approximately in the upper third of the mold Heat maximum. By spray cooling using individual, one above the other arranged, the intensity of the cooling can be adjusted in a controlled manner the and thus an energy curve with energy maximum or an energy be adjusted by cooling more intensely at this point.
Eine Weiterbildung der Vorrichtung schlägt vor, daß eine Einrichtung zur Kontrolle der Oberflächentemperatur der der Flüssigmetall zugewandten Seite der Stahlko killenwand vorhanden ist, um gegebenenfalls die Spritzkühlungen über einen Re gelmechanismus an Schwankungen der Oberflächentemperatur anzupassen.A further development of the device suggests that a device for control the surface temperature of the side of the steel body facing the liquid metal Killenwand is present, if necessary, the spray cooling via a Re Adapt the gel mechanism to fluctuations in the surface temperature.
Neben der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Fixierung der Stahlkokillenplatte an das Stützgitter kann die Kokillenplatte zusätzlich mechanisch fixiert werden. Hier zu wird eine Fixierungsvorrichtung vorgeschlagen zur Fixierung der Stahlkokillen wand beispielsweise einer Breitseite in der Mitte der Breitseite über der Kokillen höhe. Zudem kann die Stahlkokillenwand am Kokilleneingang oder am Kokille nausgang horizontal fixiert werden. Neben den Breitseiten können ggf. auch die Schmalseiten, wenn sie ebenfalls mit einem Stützgitter stabilisiert sind, fixiert sein. In addition to the fixation of the steel mold plate proposed according to the invention the support grid can also be mechanically fixed to the mold plate. here to a fixation device is proposed for fixing the steel molds for example, a broadside in the middle of the broadside over the mold height. In addition, the steel mold wall at the mold entrance or at the mold output must be fixed horizontally. In addition to the broadsides, the Narrow sides, if they are also stabilized with a support grid, should be fixed.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Stützwände des Stützgitters an ihren zur Stahlkokillenwand weisenden Enden, d. h. kopfseitig oder an ihrem Kopf, mit Kugeln ausgestattet sind, die als (Kugel-)Lager für eine freie, thermisch bedingte, Bewegung der Stahlkokillenwand dienen. Zum Aufbau eines Fluid-Lagers werden die Kugeln mit einem Fluidmedium, beispielsweise Wasser oder Gas, versorgt. Hierzu sind Leitungen in die Stützwände eingebracht, die sich senkrecht zur Stahlkokillenwand erstrecken und die die Kugeln bzw. die Kugelkä fige an den Stirnseiten der Stützwände mit Wasser oder Gas versorgen.According to a particularly preferred embodiment, the support walls of the Support grids at their ends facing the steel mold wall, d. H. upside or on their head, are equipped with balls that act as (ball) bearings for a free, serve thermally induced, movement of the steel mold wall. To build a The balls are fluid-bearing with a fluid medium, for example water or gas. For this purpose, lines are introduced into the retaining walls extend perpendicular to the steel mold wall and the balls or Kugelkä Supply water or gas on the end faces of the retaining walls.
Damit das Spritzwasser nach dem Aufspritzen auf die freien Rückwandbereiche der Stahlkokillenwand nicht unkontrolliert abließt, soll nach einer Weiterbildung der Erfindung das Stützgitter einen das Gitter umgreifenden äußeren Rahmen mit ei ner Dichtung umfassen.So that the spray water after spraying onto the free rear wall areas the steel mold wall does not drain uncontrolled, according to a further development of Invention the support grille with an outer frame encompassing the grille with egg ner seal include.
Nach hinten, d. h. zu der von der Stahlschmelze wegweisenden Seite, kann das verbrauchte Kühlmedium entweder frei abließen, d. h. an offener Atmosphäre ab fließen, oder gerichtet abfließen. Im zweiten Fall ist vorzugsweise eine Sammel kammer am unteren Teil der Kokillenwand vorgesehen, die in einen Abfluß mün det, um das Kühlwasser ggf. zu einer Aufbereitungsanlage zu bringen. In der Sammelkammer wird das über die Stützgitterwände, hier insbesondere über einen jeweils zu einer Spritzdüse unten angeordneten Wandteil des Stützgitters, zurück geflossene Kühlmedium gesammelt und über den Ablauf abgeführt.To the rear, i.e. H. to the side pointing away from the molten steel, that can either drain the used cooling medium freely, d. H. in an open atmosphere flow, or flow directed. In the second case, there is preferably a collection chamber provided on the lower part of the mold wall, which mün in a drain det to bring the cooling water to a treatment plant if necessary. In the The collection chamber is the support grid walls, here in particular a each back to a spray nozzle arranged wall part of the support grid flowed cooling medium collected and discharged through the drain.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in den Figuren dar gestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombinationen von Merkmalen auch Merkmale al leine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen: Further details and advantages of the invention result from the Unteran say and from the following description, in which the in the figures presented embodiments of the invention are explained in more detail. Are there in addition to the combinations of features listed above, features al leash or in other combinations essential to the invention. Show it:
Fig. 1a eine Seitenansicht auf eine Kokillenwand einer Kokille, hier eine Breitseite einer Kokille zum Gießen von Strängen in Rechteckformat, gesehen von der Seite der Stahlschmelze; Figure 1a is a side view of a mold wall of a mold, here a wide side of a mold for casting of strands in rectangular shape as viewed from the side of the steel melt.
Fig. 1b eine Queransicht der Kokillenwand der Fig. 1a; Fig. 1b is a transverse view of the mold wall of Fig. 1a;
Fig. 2a eine Queransicht einer Kokillenwand mit Spritzkühlung, die an die Energiestromverteilung über die Kokillenhöhe angepaßt ist, FIG. 2a is a cross view of a mold wall with spray cooling, which is adapted to the energy flux distribution over the mold height,
Fig. 2b die Darstellung des Wärmestromverlaufs über die Kokillenhöhe; Figure 2b shows the view of the heat flux course over the mold height.
Fig. 3a eine Schnittansicht einer Kokille mit Schmalseitenwand sowie mit einem Schmalseitenkörper zur Breiten- sowie zur Konizitätsverstel lung; Fig. 3a lung is a sectional view of a mold with narrow-side wall, and with a narrow side to the body width direction and to Konizitätsverstel;
Fig. 3b eine Detailansicht der Kugellagerlösung im kopfseitigen Ende der Stützwände zur Lagerung der Stahlkokillenwand auf dem Stützgitter. FIG. 3b is a detailed view of the ball bearing solution in the head-side end of the support walls for supporting the steel mold wall onto the support grid.
Mit Fig. 1a ist die Breitseite 1 einer Kokille, die zwei Breit- und zwei Schmalseiten aufweist, und zum Gießen von Rechteckformaten, wie Brammen oder Dünn brammen geeignet ist, gezeigt. Diese Kokillenbreitseite besteht beispielhaft aus einer 2 mm dicken Stahlkokillenwand 2. Die Stahlkokillenwand 2, die Teil einer Gesamtkokillenwand ist, wird mit Hilfe eines Magnetfeldes 3.1, das von einem Magnetfelderzeuger 3.2 aufgebaut wird und das über ein Stützgitter 3 mit Stütz wänden 11 auf die Stahlkokillenwand 2 einwirkt, auf das Stützgitter 3 gezogen. Die Stahlkokillenwand 2 ist eine geschichtete Stahlkokillenwand 2.1, die beispielswei se aus den Schichten Stahl/Kupfer oder auch Kupfer/Stahl/Kupfer oder anderer Metalle anstelle des Kupfers besteht. Der Magnetfelderzeuger kann vorzugsweise ein Permanentmagnet 3.4 sein.With Fig. 1a, the wide side of a mold 1, the two wide and two narrow sides, and in the casting of rectangular formats, such as slabs or thin slabs is capable shown. This broad side of the mold consists, for example, of a 2 mm thick steel mold wall 2 . The steel mold wall 2 , which is part of an overall mold wall, is drawn onto the support grid 3 with the aid of a magnetic field 3.1 , which is built up by a magnetic field generator 3.2 and which acts on the steel mold wall 2 via a support grid 3 with support walls 11 . The steel mold wall 2 is a layered steel mold wall 2.1 which, for example, consists of the layers steel / copper or copper / steel / copper or other metals instead of copper. The magnetic field generator can preferably be a permanent magnet 3.4 .
Die Stahlkokillenwand 2 von 2 mm Dicke entspricht mit ihrer spezifischen Wärme leitfähigkeit einer Kupferwand von etwa 14 mm. Zur zusätzlichen Fixierung ist eine Vorrichtung 4.1 (hier schematisch dargestellt) vorgesehen, die die Breitseite mit der Breite 17 und einer Höhe 16 in der Senkrecht-Mittellinie 4 fixiert, wodurch eine Wärmeausdehnung symmetrisch in beide horizontalen Richtungen (hier mit Pfei len und dem Bezugszeichen 5 versehen) hälftig wandern kann.The steel mold wall 2 of 2 mm thickness corresponds with its specific heat conductivity to a copper wall of about 14 mm. For additional fixation, a device 4.1 (shown schematically here) is provided which fixes the broad side with the width 17 and a height 16 in the vertical center line 4 , as a result of which thermal expansion is symmetrical in both horizontal directions (here with arrows and the reference symbol 5 provided) can walk in half.
Weiterhin ist die Stahlkokillenwand an ihrer Oberkante 6 oder Unterkante 7 der Kokille ebenfalls fixiert, um sich gleichförmig thermisch in vertikaler Richtung (hier mit einem vertikalen Pfeil sowie dem Bezugszeichen 8 bezeichnet) ausdehnen zu können. Bei der hier gezeigten Ausführungsform handelt es sich um stabförmige Elemente, die um ihre Längsachse drehbar sind.Furthermore, the steel mold wall is also fixed on its upper edge 6 or lower edge 7 of the mold, in order to be able to thermally expand uniformly in the vertical direction (here designated with a vertical arrow and reference number 8 ). The embodiment shown here is rod-shaped elements which can be rotated about their longitudinal axis.
Um keinen hohen Kokillenkühlwasserdruck von bis zu 15 oder 20 bar aufbauen zu müssen, wird in den Kammern 9 des Stützgitters 3 bzw. den Lücken oder Durch brüchen, mit Hilfe einer Kokillenspritzkühlung 10, die Spritzdüsen umfaßt, die Rückseite der Stahlkokillenwand 2 gekühlt, wie Fig. 1b zeigt. Das aufgeheizte Kühlwasser oder Rücklauf-Spritzwasser 10.2 kann frei über die Stützgitterwände 11 bzw. Stützwandstreben, abfließen. Hierzu kann das Spritzwasser in einem ge schlossenen Raum oder einer Sammelkammer 12 gesammelt werden, um über einen Abfluß 12.1 abgeführt zu werden, oder an offener Atmosphäre 13 abgeführt werden (vgl. Fig. 3a).In order not to have to build up a high mold cooling water pressure of up to 15 or 20 bar, the back of the steel mold wall 2 is cooled in the chambers 9 of the support grid 3 or the gaps or breakthroughs, with the aid of mold spray cooling 10 , which comprises spray nozzles, as shown in FIG FIG. 1b. The heated cooling water or return spray water 10.2 can flow freely over the support grid walls 11 or support wall struts. For this purpose, the spray water can be collected in a closed room or a collecting chamber 12 in order to be discharged via a drain 12.1 , or can be discharged in an open atmosphere 13 (cf. FIG. 3a).
Der äußere Rahmen des rechteckigen, magnetisierten, Stützgitters 3.1 ist rings herum mit einer Gummidichtung 3.3 versehen, um das Kokillenspritzwasser 10 an einem unkontrollierten Austritt zu hindern.The outer frame of the rectangular, magnetized, support grid 3.1 is provided all around with a rubber seal 3.3 in order to prevent the mold water 10 from uncontrolled escape.
Die Stützwände 11 des Stützgitters 3 sind in den Kopfbereichen 11.1 mit Kugeln 11.2 ausgestattet, die als Normal-Lager oder als Fluid-Lager für die freie thermisch bedingte Bewegung der Stahlkokillenwand 2 dienen. Beispiele der Lagerpunkte bzw. Kugeln 11.2 sind aus Fig. 1a ersichtlich. Anstelle der Ausstattung mit Kugeln können die Stützgitterköpfe 11.1 auch aus abgerundeten Graphitköpfen 11.1.1 bestehen, die den thermisch bedingten Gleitvorgang fördern sollen. The support walls 11 of the support grid 3 are equipped in the head regions 11.1 with balls 11.2 , which serve as normal bearings or as fluid bearings for the free, thermally induced movement of the steel mold wall 2 . Examples of the bearing points or balls 11.2 are shown in Fig. 1a. Instead of being equipped with balls, the support grid heads 11.1 can also consist of rounded graphite heads 11.1.1 which are intended to promote the thermally induced sliding process.
Eine Detailansicht der Ausführungsform der Kugellagerung zeigt Fig. 3b. Es ist ein Ausschnitt einer Stützwand 11 mit Stützwandkopf 11.1 mit von dem Kopf 11.1 aufgenommener Kugel 11.2 zur Lagerung der Stahlkokillenwand 2 bzw. 2.1 dar gestellt. Der Kugellagerkäfig wird über eine Leitung mit einem Fluid 11.3, wie Wasser oder Gas, versorgt, das zum Aufbau eines Fluid-Lagers oder Hydro- Lagers dient. Die zwischen den Stützwänden 11 bzw. den Stegen des Gitters 3 wirkenden Spritzdüsen 10.1 sind ebenfalls dargestellt.A detail view of the embodiment of the ball bearing shown in FIG. 3b. A section of a support wall 11 with a support wall head 11.1 with a ball 11.2 received by the head 11.1 for mounting the steel mold wall 2 or 2.1 is provided. The ball bearing cage is supplied via a line with a fluid 11.3 , such as water or gas, which is used to build up a fluid bearing or a hydraulic bearing. The spray nozzles 10.1 acting between the support walls 11 or the webs of the grating 3 are also shown.
Fig. 2a verdeutlicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Strang gießen bzw. Kokille mit einem Tauchausguß 23.2, der in die Kokille ragt. Mit 24 ist Gießschlacke, mit 24.1 Gießpulver bezeichnet. Der flüssige Stahl 23.1 wird über den Tauchausguß 23.2 in die Kokille gegossen, wobei die Erstarrung mit Bildung einer Strangschale 23 an den Kokillenwänden beginnt. Die Gießgeschwindigkeit vc ist mit 25 gekennzeichnet. Das durch den Magnetfelderzeuger 3.2 bzw. 3.4 er zeugte Magnetfeld 3.1 kann so ausgebildet sein, daß es die Stahlströmung in der Kokille im Sinne einer elektromagnetischen Bremse 3.1.1 beeinflußt. Fig. 2a illustrates the use of the device according to the invention for casting strand or mold with an immersion spout 23.2 which protrudes into the mold. With 24 is pouring slag, with 24.1 casting powder. The liquid steel 23.1 is poured into the mold via the immersion spout 23.2 , the solidification beginning with the formation of a strand shell 23 on the mold walls . The casting speed v c is marked with 25. The generated by the magnetic field generator 3.2 or 3.4, he magnetic field 3.1 can be designed so that it affects the steel flow in the mold in the sense of an electromagnetic brake 3.1.1 .
In Fig. 2a ist mit 15 die Kokillenwandtemperatur auf der dem flüssigen Stahl zu gewandten Seite der Kokille dargestellt. Zur Messung der Temperatur ist eine ent sprechende Meß- bzw. Kontrolleinrichtung vorgesehen. In Fig. 2a sind ebenfalls die Ausführungsformen der Lagerung mit in dem Kopf der Stützwände 3 integrier ten Kugeln 11.2 oder mit abgerundeten Köpfen, vorzugsweise aus Graphit 11.1.1, ersichtlich. Vorzugsweise kommt eine Art der Lagerung zu Anwendung, es ist aber auch von der Erfindung erfaßt, daß die Stützwand mit beiden Lagerungsarten ver sehen ist. Bei der in Fig. 2a gezeigten Kokille mit Spritzkühlung wird das Rücklauf- Spritzwasser 10.2 nicht aufgefangen, sondern strömt offen nach unten, wobei es dann unterhalb der Kokille ggf. aufgefangen wird.In Fig. 2a the mold wall temperature is shown at 15 on the side of the mold facing the liquid steel. A corresponding measuring or control device is provided for measuring the temperature. In Fig. 2a are also the embodiments of the storage with integrated in the head of the support walls 3 th balls 11.2 or with rounded heads, preferably made of graphite 11.1.1 . Preferably, a type of storage is used, but it is also covered by the invention that the support wall is seen with both types of storage. In the mold with spray cooling shown in FIG. 2a, the return spray water 10.2 is not collected, but flows openly downwards, where it is then collected below the mold, if necessary.
Es ist ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung, daß die Spritzkühlung bzw. die Pa rameter der einzelnen Spritzdüsen an die jeweils notwendigen Kühlbedürfnisse der Kokille anpaßbar sind. In Gegenüberstellung zu Fig. 2a zeigt daher Fig. 2b die anfallende Energiekeule 14 über die Kokillenhöhe, d. h. ein Maximum an freiwer dender Wärme im oberen Drittel der Kokille. Zur Regelung wird die Kokillenwand temperatur 15 gemessen und die Spritzkühlung über die Kokillenhöhe entspre chend angepaßt.It is a preferred feature of the invention that the spray cooling or the parameters of the individual spray nozzles can be adapted to the cooling requirements of the mold required in each case. In comparison to FIG. 2a, FIG. 2b therefore shows the energy lobe 14 occurring over the mold height, ie a maximum of heat released in the upper third of the mold. To control the mold wall temperature 15 is measured and the spray cooling is adjusted accordingly over the mold height.
Fig. 3a stellt eine Ausführungsform der Kokille mit Blick auf eine Schmalseite 18 dar. Bei dieser Ausführungsform sind die Breitseiten der Kokille erfindungsgemäß ausgebildet, während die Schmalseiten zwar aus Stahl bestehen, aber kein Stütz gitter aufweisen. Es ist aber ebenso von der Erfindung erfaßt, daß sowohl die Breit- als auch Schmalseiten oder nur die Schmalseiten der Kokille erfindungsge mäß ausgebildet sind. Bei der gezeigten Ausführungsform bestehen die Schmal seiten 18 aus Stahl. Die Schmalseite 18 erlangt durch eine leicht konkave und/oder innere Konvexität 18.1 eine hohe Stabilität. Sie ist auf den eigentlichen Schmalseitenkörper 19, der eine Breitenverstellung 20 und Konizitätsverstellung 21 der Kokille zuläßt, montiert. Diese Art der Konstruktion läßt einen Wasserdruck von bis zu 20 bar im Bereich der konventionell ausgebildeten Schmalseitenkokil lenwasserkühlung, hier mit 22 gekennzeichnet, zu. Mit 22.1 ist ein wasserverdrän gender Körper gekennzeichnet. Nach einer anderen Ausführungsform können die Schmalseiten der Kokille auch dem Stand der Technik entsprechen und aus was sergekühlten Kupferplatten bestehen. Die bereits in den anderen Figur erläuterten Bauteile weisen in Fig. 3a entsprechende Bezugszeichen auf. Fig. 3a shows an embodiment of the mold with a view of a narrow side 18. In this embodiment, the broad sides of the mold are designed according to the invention, while the narrow sides are made of steel, but have no support grid. However, it is also covered by the invention that both the broad and narrow sides or only the narrow sides of the mold are designed according to the invention. In the embodiment shown, the narrow sides 18 are made of steel. The narrow side 18 attains a high degree of stability through a slightly concave and / or internal convexity 18.1 . It is mounted on the actual narrow side body 19 , which permits a width adjustment 20 and conicity adjustment 21 of the mold. This type of construction allows a water pressure of up to 20 bar in the area of conventionally designed narrow-sided water cooling, here marked with 22. A water-displacing body is identified by 22.1 . According to another embodiment, the narrow sides of the mold can also correspond to the prior art and consist of what are cooled copper plates. The components already explained in the other figures have corresponding reference numerals in FIG. 3a.
Zurückkommend auf die erfindungsgemäß vorgeschlagene Wandkonstruktion ei ner Gießkokille für den Strangguß mit entsprechender Kühlung können die Kam mern 9 bzw. Durchbrüche des Stützgitters 3 jede beliebige Form annehmen, ge zeigt sind rechteckige Formen, vorzugsweise weisen diese Kammern eine Waben form auf, wobei diese Kammern 9 bzw. 12 sich zwischen den Stützwänden 11 erstrecken. Returning to the proposed wall construction egg ner casting mold for continuous casting with appropriate cooling, the Kam mern 9 or breakthroughs of the support grid 3 can take any shape, shows are rectangular shapes, preferably these chambers have a honeycomb shape, these chambers 9th or 12 extend between the support walls 11 .
Insgesamt wird eine Kokille zum Stranggießen geschaffen, die eine hohe kontrol lierte Wärmeleitung erlaubt sowie eine einfache Montage, insbesondere Montage der Stahlkokillenwand. Eine Kontrolle der Stahlkokillentemperatur kann in Gieß richtung (vertikal) als auch quer zur Gießrichtung (horizontal) erfolgen. Die Stahl kokillenwand kann als Art einer Wegwerfstahlplatte dienen, die eine hochwertige und teure Wartungsbearbeitung bei Verschleiß überflüssig macht. Eine relativ ein fache Kokillenspritzkühlung kann zum Einsatz kommen, die über die Kokillenhöhe funktional zur Energiekeule in ihrer Wirkung bzw. Intensität einstellbar ist. Es kann normales Spritzwasser verwendet werden, die Kokille weist eine einfache Kon struktion auf bei im Verhältnis geringen Kosten.Overall, a mold for continuous casting is created, which has a high control gated heat conduction allows for easy assembly, especially assembly the steel mold wall. A control of the steel mold temperature can be done in Gieß direction (vertical) and transverse to the casting direction (horizontal). The steel mold wall can serve as a type of disposable steel plate, which is a high quality and makes expensive maintenance processing unnecessary. A relatively one Multiple mold spray cooling can be used, which is above the mold height functionally to the energy club in its effect or intensity is adjustable. It can normal water spray is used, the mold has a simple con structure at a relatively low cost.
Claims (21)
daß mindestens eine Kokillenwand (1, 18) eine Stahlkokillenwand (2) mit mindestens einer Stahlschicht sowie ein Stützgitter (3) für diese Stahlkokil lenwand umfaßt,
daß der Magnetfelderzeuger (3.2) ein Magnetfeld (3.1) erzeugt, das über das Stützgitter (3) auf die Stahlkokillenwand (2) einwirkt und so die Stahlko killenwand (2) auf das Stützgitter (3) zieht, und
daß die Kokillenkühleinrichtung eine Spritzkühlung (10) umfaßt.1. Device for the continuous casting of metal, in particular steel, with a stand mold with mold walls ( 1 , 18 ), a magnetic field generator ( 3.2 ) and a mold cooling device, characterized in that
that at least one mold wall ( 1 , 18 ) comprises a steel mold wall ( 2 ) with at least one steel layer and a support grid ( 3 ) for this steel mold lenwand,
that the magnetic field generator ( 3.2 ) produces a magnetic field ( 3.1 ), which acts on the steel mold wall ( 2 ) via the support grid ( 3 ) and thus the Stahlko killenwand ( 2 ) pulls on the support grid ( 3 ), and
that the mold cooling device comprises spray cooling ( 10 ).
daß die Kokillenwand (1), die eine Stahlkokillenwand (2) sowie ein Stütz gitter (3) für diese Stahlkokillenwand (2) umfaßt, eine oder beide der Breit seiten (1) einer Kokille zum Gießen von Rechteckformaten, insbesondere Brammen- oder Dünnbrammenformaten, ist, und
daß die jeweilige Stahlkokillenwand (2) einer Breitseite (1) in der Mitte der Breitseite über der Kokillenhöhe (16) mittels einer Fixierungsvorrichtung (4.1) fixiert ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in
that the mold wall ( 1 ), which comprises a steel mold wall ( 2 ) and a support grid ( 3 ) for this steel mold wall ( 2 ), one or both of the broad sides ( 1 ) of a mold for casting rectangular formats, in particular slab or thin slab formats, is and
that the respective steel mold wall ( 2 ) of a broad side ( 1 ) is fixed in the middle of the broad side above the mold height ( 16 ) by means of a fixing device ( 4.1 ).
daß die Kokille einen Kokilleneingang (6) sowie einen Kokillenausgang (7) aufweist und
daß die Stahlkokillenwand (2) am Kokilleneingang (6) oder am Kokillenaus gang (7) horizontal fixiert ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in
that the mold has a mold entrance ( 6 ) and a mold exit ( 7 ) and
that the steel mold wall ( 2 ) at the mold entrance ( 6 ) or at the mold exit ( 7 ) is fixed horizontally.
daß zum gerichteten Abführen des auf die Stahlkokillenwand (2) aufge spritzten Kühlmediums (10.2) eine Sammelkammer (12) und ein Ablauf (12.1) vorhanden sind, wobei in der Sammelkammer (12) das über die Stützgitterwände (11) zurückgeflossene Kühlmedium (10.2) gesammelt wird und über den Ablauf (12.1) abgeführt wird, oder
daß das aufgespritzte Kühlmedium (10.2) an offener Atmosphäre (13) ab geführt wird.14. The device according to one of claims 1 to 13, characterized in that
that a collecting chamber (12) and a drain (12.1) are present for directed discharge of the set on the steel mold wall (2) injected cooling medium (10.2), wherein in the collecting chamber (12), the reflowed over the support grid walls (11) of cooling medium (10.2) is collected and discharged via the process ( 12.1 ), or
that the sprayed cooling medium ( 10.2 ) in an open atmosphere ( 13 ) is performed.
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