DE102006039719A1 - Wide side plate of a mold - Google Patents

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Abstract

The mold broadside plate for continuous casting of metal, comprises mold broadside front plate (110), a mold broadside rear plate (120), a bolt element (130) with a bolt head for connecting the broadside front plate with the cold side of the rear plate, a guide plate (140), which is intended between the bolt head and the mold broadside rear plate. The guide plate has a guide layer (142) that is intended on the mold broadside rear plate for enabling friction arms displacements of the mold broadside rear plate in relation to the bolt element. The mold broadside plate for continuous casting of metal, comprises mold broadside front plate (110), a mold broadside rear plate (120), a bolt element (130) with a bolt head for connecting the broadside front plate with the cold side of the rear plate, a guide plate (140), which is intended between the bolt head and the mold broadside rear plate. The guide plate has a guide layer (142) that is intended on the mold broadside rear plate for enabling friction arms displacements of the mold broadside rear plate in relation to the bolt element. The guide layer is made of a material, which is applicable on the guide plate by coating method such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition or a plasma coating method. The guide plate is hardened, is nodded with a nickel layer and is laid on the outside of the nickel layer. A conical spring washer is intended between the bolt head and the guide plate. The bolt element is formed as screw and the bolt head is formed as screw head of the screw.

Description

Die Erfindung betrifft eine Breitseitenplatte einer Kokille zum Stranggießen von Metall.The The invention relates to a broadside plate of a mold for continuous casting of Metal.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 398 099 A1 ist eine Kokille mit einer derartigen Breitseitenplatte grundsätzlich bekannt. Die dort offenbarte Breitseitenplatte ist zweiteilig aufgebaut und umfasst eine Kokillenbreitseitenvorderplatte mit einer der Metallschmelze zugewandten Heißseite und einer der Schmelze abgewandten Kaltseite. Neben der Vorderplatte umfasst die Breitseitenplatte auch eine Kokillenbreitseitenrückplatte. Die Kokillenbreitseitenrückplatte ist mit Hilfe einer Vielzahl von Bolzenelementen in Form von Schrauben an die Kaltseite der Kokillenbreitseitenvorderplatte angeschraubt. Zwischen den Köpfen dieser Schrauben und der Kokillenbreitseitenrückplatte ist jeweils eine Gleitscheibe vorgesehen, welche auf ihrer der Kokillenbreitseitenrückplatte zugewandten Seite eine Polytetraflurethylen PTFE-Beschichtung oder eine separate Gleitscheibe aus PTFE mit einem geringen Reibungskoeffizienten aufweist.From the European patent application EP 1 398 099 A1 is a mold with such broadside plate known in principle. The wide side plate disclosed therein has a two-part construction and comprises a broad side of the chill side with a hot side facing the molten metal and a cold side facing away from the melt. In addition to the front plate, the wide side plate also includes a Kokillenbreitseitenrückplatte. The Kokillenbreitseitenrückplatte is screwed by means of a variety of bolt elements in the form of screws to the cold side of Kokillenbreitseitenvorderplatte. Between the heads of these screws and the Kokillenbreitseitenrückplatte a sliding disk is provided in each case, which has on its Kokillenbreitseitenrückplatte side facing a polytetrafluoroethylene PTFE coating or a separate sliding washer made of PTFE with a low coefficient of friction.

Der Nachteil bei der Verwendung von PTFE für diesen Einsatzzweck liegt darin, dass PTFE unter Last kriecht und damit die Vorspannung der Befestigungselemente verloren geht und sich die Platte lösen kann.Of the Disadvantage of using PTFE for this purpose is in that PTFE creeps under load and thus the bias of the Fasteners is lost and the plate can be solved.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Gleitschicht für eine Gleitscheibe bei einer Breitseitenplatte einer Kokille bereitzustellen.outgoing From this prior art, the invention is based on the object an alternative sliding layer for to provide a sliding disk on a wide side plate of a mold.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach ist die Gleitschicht (142) aus einem Material gefertigt, welches mit einem der Beschichtungsverfahren Physical-Vapour-Deposition (PVD), Chemical-Vapour-Deposition (CVD) oder einem Plasma-Beschichtungs-Verfahren auf die Gleitscheibe auftragbar ist.This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Accordingly, the sliding layer ( 142 ) made of a material which can be applied to the sliding disk with one of the physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD) or a plasma coating method.

Deartige Materialen, vorzugsweise Wolfram-Karbid (WC), Diamond Like Carbon (DLC) oder Bor-Nitrid (BN), sind gerade für den beanspruchten Einsatzzweckbereich bei einer Kokille besonders gut geeignet, weil es die drei materialspezifischen Eigenschaften geringer Reibungskoeffizient, hohe Festigkeit, insbesondere Druckfestigkeit und hohe Temperaturstabilität in sich vereinigt. Der geringe Reibungskoeffizient ermöglicht vorteilhafterweise Relativbewegungen, insbesondere Querverschiebungen der Kokillenbreitseitenrückplatte gegenüber dem Bolzenelement, wie sie insbesondere aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen Kokillenvorder- und -rückplatte können. Die hohe Festigkeit der Gleitschicht aus den genannten Materialien verhindert einen schnellen Verschleiß der Gleitschicht, insbesondere bei den regelmäßig auftretenden Querverschiebungen. Außerdem hat die hohe Druckfestigkeit den Vorteil, dass sich die Vorspannung nicht verringert. Und schließlich gewährleistet die hohe Temperaturstabilität der genannten Materialien, dass diese Materialien ihre hohe Festigkeit und ihren geringen Reibungskoeffizienten auch bei den hohen Durchschnittstemperaturen von mehr als 100°C, wie sie auch auf der Kaltseite der Kokillenbreitseitenvorderplatte während des Betriebs der Kokille auftreten können, nicht verlieren.such as these Materials, preferably tungsten carbide (WC), Diamond Like Carbon (DLC) or Boron Nitride (BN), are just for the claimed application area particularly suitable for a mold because it is the three material-specific Properties low coefficient of friction, high strength, in particular Compressive strength and high temperature stability combined. The low one Friction coefficient allows Advantageously, relative movements, in particular transverse displacements the chill broadside back plate across from the bolt element, as in particular due to temperature differences between Kokillenvorder- and back plate can. The high strength of the sliding layer of the materials mentioned prevents rapid wear of the sliding layer, in particular at the regularly occurring Transverse displacements. Furthermore The high compressive strength has the advantage of getting the preload not reduced. And finally guaranteed the high temperature stability the materials mentioned that these materials their high strength and their low coefficient of friction even at high average temperatures of more than 100 ° C, as well as on the cold side of the Kokillenbreitseiten front panel while the operation of the mold can occur, do not lose.

Gemäß einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Gleitscheibe unterhalb der Gleitschicht gehärtet. Diese Härtung gewährleistet vorteilhafterweise eine hohe Formstabilität der Gleitscheibe bei punktueller Belastung und ebenfalls einen geringen Verschleiß.According to one first advantageous embodiment the sliding disk is hardened below the sliding layer. These hardening guaranteed advantageously a high dimensional stability of the sliding disk at punctual Load and also a low wear.

Eine zwischen dem eigentlichen Grundmaterial der Gleitscheibe und ihrer Gleitschicht angebrachte Nickelschicht schützt die Gleitscheibe vor unerwünschter Korrosion.A between the actual base material of the sliding disk and its Sliding layer attached nickel layer protects the sliding disc from unwanted Corrosion.

Eine optional zwischen den Bolzenkopf und der Gleitscheibe vorgesehene Spannscheibe wirkt als Federelement zum Aufrechterhalten einer notwendigen Vorspannung für die Schraubverbindung zwischen der Kokillenbreitseitenvorderplatte und der Kokillenbreitseitenrückplatte.A optionally provided between the bolt head and the sliding disk Clamping disc acts as a spring element to maintain a necessary Preload for the screw connection between the Kokillenbreitseitenvorderplatte and the chill broadside back plate.

Das Bolzenelement kann als Schraube ausgebildet sein, wobei der Bolzenkopf dann den Schraubenkopf repräsentiert. Alternativ kann das Bolzenelement auch als Gewindestange ausgebildet sein, wobei der Bolzenkopf dann als Mutter für das Gewinde ausgebildet ist.The Bolt element may be formed as a screw, wherein the bolt head then represents the screw head. Alternatively, the bolt element may also be designed as a threaded rod, wherein the bolt head is then formed as a nut for the thread.

Eine Ausbildung der Kokillenbreitseitenvorderplatte aus Kupfer gewährleistet eine hohe Wärmeleitfähigkeit, was zum Abführen der Wärme der Schmelze besonders vorteilhaft und notwendig ist. Dem gegenüber sind die Materialkosten für die Kokillenbreitseitenrückplatte deutlich geringer, wenn diese nicht aus Kupfer, sondern aus Stahl gefertigt ist; die hohe Wärmeleitfähigkeit, wie sie von der Kokillenbreitseitenvorderplatte gefordert wird, ist bei der Kokillenbreitseitenrückplatte nicht mehr erforderlich.A Formation of Kokillenbreitseiten front plate made of copper guaranteed a high thermal conductivity, what to carry off the heat the melt is particularly advantageous and necessary. Opposite are the material costs for the chill broadside back plate significantly lower, if not made of copper, but of steel is made; the high thermal conductivity, as required by the Kokillenbreitseiten front panel, is at the Kokillenbreitseitenrückplatte not necessary anymore.

Der Erfindung ist eine einzige 1 beigefügt, welche einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Breitseitenplatte einer Kokille zeigt.The invention is a single one 1 attached, which shows a cross section through the wide side plate of a mold according to the invention.

Es ist zu erkennen, dass die Breitseitenplatte 100 erfindungsgemäß zweiteilig aufgebaut ist. Sie besteht im Wesentlichen aus einer Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 und einer Kokillenbreitseitenrückplatte 120. Die Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 besitzt eine der Schmelze zugewandte Heißseite H und eine der Heißseite abgewandte bzw. gegenüberliegende Kaltseite K. Zwischen beiden Kokillenbreitseitenplatten (Vorder- und Rückseite) befinden sich abschnittweise Kühlkanäle oder Kühlbohrungen, die hier nicht gezeigt sind. Die Kühlkanäle oder -bohrungen können sowohl in der Vorderseite, in der Rückseite als auch zwischen beiden verlaufen und sorgen für die Kühlung der Kokille. Die Kokillenbreitseitenrückplatte 120 ist mit Hilfe eines Bolzenelementes 130 gegen die Kaltseite der Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 verschraubt. Das Bolzenelement 130 weist einen Bolzenkopf 132 auf und steht mit seinem durch eine Bohrung in der Kokillenbreitseitenrückplatte geführten Gewindeteil mit einem Gewinde G in der Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 in Eingriff.It can be seen that the broadside plate 100 is constructed in two parts according to the invention. It consists essentially of a Kokillenbreitseiten front panel 110 and a chill broadside back plate 120 , The chill broadside front panel 110 has a melt facing the hot side H and one of the hot side facing away or gegenü Overlying cold side K. Between two Kokillenbreitseitenplatten (front and back) are sections of cooling channels or cooling holes, which are not shown here. The cooling channels or bores can run both in the front, in the back and between the two and ensure the cooling of the mold. The chill broadside back plate 120 is by means of a bolt element 130 against the cold side of the Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 screwed. The bolt element 130 has a bolt head 132 on and stands with his guided through a hole in Kokillenbreitseitenrückplatte threaded part with a thread G in Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 engaged.

Aufgrund von großen Temperaturunterschieden, denen besonders die Kokillenbreitseitenvorderplatte ausgesetzt ist, und aufgrund von unterschiedlichen Material-Ausdehnungskoeffizienten der Vorderplatte und der Rückplatte, erfolgen örtlich unterschiedliche Querverschiebungen der Kokillenbreitseitenrückplatte gegenüber dem Bolzenelement 130 und/oder gegenüber der Kokillenbreitseitenvorderplatte 110. Diese Querverschiebungen sollen durch die beanspruchte Konstruktion der Verbindung zwischen der Rückplatte 120 und der Vorderplatte 110 ausdrücklich ermöglicht bzw. zugelassen sein, um unerwünschte Spannungen in den Platten zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist zum einen die Bohrung in der Kokillenbreitseitenrückplatte 120 deutlich größer ausgebildet als der Durchmesser des Bolzenelementes 130; auf diese Weise wird ein ausreichendes Spiel für die Querverschiebungen bereit gestellt; siehe 1. Weiterhin werden die Querverschiebungen erfindungsgemäß auch dadurch begünstigt, dass die Gleitscheibe 140, welche zwischen dem Bolzenkopf 132 und der Kokillenbreitseitenrückplatte 120 vorgesehen ist, mit einer dünnen Gleitschicht 142 ausgebildet ist. Die Gleitschicht kann z.B. aus Wolfram-Karbid (WC), Diamond Like Carbon (DLC), Bor-Nitrid (BN) oder einem anderen Material bestehen, das mittels Physical-Vapour- Deposition, Chemical-Vapour-Deposition oder mittels eines Plasma-Beschichtungs-Verfahrens als dünne Schicht auf das Grundmaterial aufgebracht werden kann.Due to large temperature differences, which is particularly exposed to the Kokillenbreitseitenvorderplatte, and due to different material expansion coefficients of the front plate and the back plate, made locally different transverse displacements of Kokillenbreitseitenrückplatte relative to the bolt element 130 and / or opposite the chill broadside front panel 110 , These transverse displacements are intended by the claimed construction of the connection between the back plate 120 and the front plate 110 specifically allowed or allowed to avoid unwanted stresses in the plates. For this purpose, on the one hand, the bore in the Kokillenbreitseitenrückplatte 120 designed to be significantly larger than the diameter of the bolt element 130 ; in this way a sufficient clearance for the transverse displacements is provided; please refer 1 , Furthermore, the transverse displacements according to the invention also favors that the sliding disk 140 which is between the bolt head 132 and the chill broadside back plate 120 is provided with a thin sliding layer 142 is trained. The overlay may be, for example, tungsten carbide (WC), diamond like carbon (DLC), boron nitride (BN), or other material that may be deposited by physical vapor deposition, chemical vapor deposition, or plasma coating Process can be applied as a thin layer on the base material.

Die Gleitschicht 142 besitzt die oben genannten vorteilhaften Eigenschaften.The sliding layer 142 has the above advantageous properties.

Die Gleitschicht befindet sich zumindest auf der der Kokillenbreitseitenrückplatte zugewandten Seite der Gleitscheibe. Alternativ kann die Gleitschicht auch die gesamte Scheibe bedecken (Herstellung ist einfacher).The Sliding layer is at least on the Kokillenbreitseitenrückplatte facing side of the sliding disk. Alternatively, the sliding layer also cover the entire disc (making is easier).

Optional kann zwischen dem Bolzenkopf 132 und der Gleitscheibe 140 eine Spannscheibe 150 vorgesehen sein. Das Bolzenelement 130 kann entweder als Schraube ausgebildet sein, wobei der Bolzenkopf dann als Schraubenkopf ausgebildet ist. Alternativ kann das Bolzenelement als Metallstift ausgebildet sein, der zumindest an seinen beiden Enden ein Gewinde aufweist. Mit seinem einen Ende greift dann der Metallstift in ein Gewinde in der Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 ein, während er an seinem anderen Ende eine Gewinde-Mutter trägt, die den Bolzenkopf 132 repräsentiert.Optionally, between the bolt head 132 and the sliding washer 140 a clamping disk 150 be provided. The bolt element 130 can either be designed as a screw, wherein the bolt head is then designed as a screw head. Alternatively, the bolt element may be formed as a metal pin which has a thread at least at its two ends. With one end then the metal pin engages in a thread in Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 while carrying a threaded nut at its other end, the bolt head 132 represents.

Vorteilhafterweise ist die Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 aus Kupfer und die Kokillenbreitseitenrückplatte 120 aus Stahl gebildet.Advantageously, the Kokillenbreitseitenvorderplatte 110 made of copper and the chill broadside back plate 120 made of steel.

Claims (7)

Breitseitenplatte (100) einer Kokille zum Stranggießen von Metall, umfassend: eine Kokillenbreitseitenvorderplatte (110); eine Kokillenbreitseitenrückplatte (120); mindestens ein Bolzenelement (130) mit einem Bolzenkopf (132) zum Verbinden der Kokillenbreitseitenrückplatte (120) mit der Kaltseite (K) der Kokillenbreitseitenvorderplatte (110); und eine Gleitscheibe (140), welche zwischen dem Bolzenkopf (132) und der Kokillenbreitseitenrückplatte (120) vorgesehen ist und zumindest auf ihrer der Kokillenbreitseitenrückplatte zugewandten Seite eine Gleitschicht (142) aufweist zum Ermöglichen von reibungsarmen Querverschiebungen der Kokillenbreitseitenrückplatte (120) gegenüber dem Bolzenelement (130); dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (142) aus einem Material gefertigt ist, welches mit einem der Beschichtungsverfahren Physical-Vapour-Deposition (PVD), Chemical-Vapour-Deposition (CVD) oder einem Plasma-Beschichtungs-Verfahren auf die Gleitscheibe auftragbar ist.Wide side plate ( 100 ) of a mold for continuous casting of metal, comprising: a chill broadside front plate ( 110 ); a Kokillenbreitseitenrückplatte ( 120 ); at least one bolt element ( 130 ) with a bolt head ( 132 ) for connecting the Kokillenbreitseitenrückplatte ( 120 ) with the cold side (K) of Kokillenbreitseitenvorderplatte ( 110 ); and a sliding washer ( 140 ), which between the bolt head ( 132 ) and the Kokillenbreitseitenrückplatte ( 120 ) is provided and at least on its the Kokillenbreitseitenrückplatte side facing a sliding layer ( 142 ) for enabling low-friction transverse displacements of the wide-side Kokillenrückplatte ( 120 ) relative to the bolt element ( 130 ); characterized in that the sliding layer ( 142 ) is made of a material which can be applied to the sliding disk with one of the coating processes Physical Vapor Deposition (PVD), Chemical Vapor Deposition (CVD) or a plasma coating process. Breitseitenplatte (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Material um Diamond Like Carbon oder um ein keramisches Material, wie zum Beispiel Wolfram-Karbid oder Bor-Nitrid handelt.Wide side plate ( 100 ) according to claim 1, characterized in that it is the material is diamond like carbon or a ceramic material, such as tungsten carbide or boron nitride. Breitseitenplatte (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitscheibe (140) gehärtet ist.Wide side plate ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding disc ( 140 ) is cured. Breitseitenplatte (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitscheibe (140) mit einer Nickelschicht vernicket ist und dass die Gleitschicht (142) außen auf die Nickelschicht aufgetragen ist.Wide side plate ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding disc ( 140 ) is nickel-plated with a nickel layer and that the sliding layer ( 142 ) is applied to the outside of the nickel layer. Breitseitenplatte (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bolzenkopf (132) und der Gleitscheibe (140) eine Spannscheibe (150) vorgesehen ist.Wide side plate ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the bolt head ( 132 ) and the sliding disk ( 140 ) a clamping disk ( 150 ) is provided. Breitseitenplatte (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzenelement (130) als Schraube und der Bolzenkopf (132) als Schraubenkopf der Schraube ausgebildet ist.Wide side plate ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bolt element ( 130 ) as a screw and the bolt head ( 132 ) is designed as a screw head of the screw. Breitseitenplatte (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillenbreitseitenvorderplatte (110) aus Kupfer und die Kokillenbreitseitenrückplatte (120) aus Stahl, vorzugsweise aus unlegiertem Kohlenstoffstahl, gebildet ist.Wide side plate ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the Kokillenbreitseitenvorderplatte ( 110 ) made of copper and the Kokillenbreitseitenrückplatte ( 120 ) is formed of steel, preferably of carbon steel unalloyed.
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