DE102007001931A1

DE102007001931A1 - Kokillenwand

Info

Publication number: DE102007001931A1
Application number: DE102007001931A
Authority: DE
Inventors: Gereon Fehlemann; Albrecht Dr. Girgensohn
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-03-06
Also published as: EP1900453A2; EP1900453A3

Abstract

Eine Kokillenwand einer Kokille zum Gießen einer Metallschmelze mit einer Kokillenvorderplatte (1), die eine der Metallschmelze zugewandte Heißseite (2) und eine der Metallschmelze abgewandte Kaltseite (3) aufweist wobei die Kokillenvorderplatte (1) mit einer ihrer Kaltseite (3) direkt mit einem Wasserkasten oder unter Zwischenschaltung einer Adapterplatte, über welche eine Kühlmittelzufuhr zur Kaltseite (3) der Kokillenvorderplatte (1) erfolgt mit einem Wasserkasten verbunden ist, soll so ausgestaltet werden, dass eine Verbesserung der Qualität der gegossenen Produkte durch eine Optimierung der Kühlwirkung herbeigeführt werden kann. Dazu wird vorgeschlagen, dass in die Kaltseite (3) der Kokillenvorderplatte (1) Kühlkanäle (6) eingelassen sind, dass die Kühlkanäle (6) in Gießrichtung (5) verlaufen und dass mindestens jeweils zwei der Kühlkanäle (6) an ihrem Anfang (7) und/oder ihrem Ende (8) zu Gruppen zusammengefasst sind (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kokillenwand einer Kokille zum Gießen einer Metallschmelze mit einer Kokillenvorderplatte, die eine der Metallschmelze zugewandte Heißseite und eine der Metallschmelze abgewandte Kaltseite aufweist wobei die Kokillenvorderplatte mit ihrer Kaltseite direkt mit einem Wasserkasten oder unter Zwischenschaltung einer Adapterplatte, über welche eine Kühlmittelzufuhr zur Kaltseite der Kokillenvorderplatte erfolgt mit einem Wasserkasten verbunden ist.
Derartige Kokillenwände sind als Teil von Stranggießkokillen bekannt. Die Kaltseite der Kokillenvorderplatte weist eine Ebene auf, die mit einer Kühlkastenwand oder der Adapterplatte einen Kühlkanal bildet, durch den das Kühlmittel geleitet wird.
Es sind auch einteilige Kokillenwände bekannt, in die Kühlkanäle gebohrt sind. Nachteil dabei ist jedoch, dass die Kokillenplatten komplett aus teuren, hochleitfähigen Kupferlegierungen bestehen müssen.
Nachteilig bei all diesen Kokillenwänden ist, dass eine große Anzahl, kostenintensiver Kühlmittelzufuhrleitungen zu jedem der Kanäle vorgesehen werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweiteilige Kokillenwand kostengünstig so zu gestalten, dass eine Verbesserung der Qualität der gegossenen Produkte durch eine Optimierung der Kühlwirkung herbeigeführt werden kann.
Dazu wird vorgeschlagen, dass in die Kaltseite der Kokillenvorderplatte Kühlkanäle eingelassen sind. Durch die bekannte Verwendung von z.B. zweiteiligen Kokillenwänden aus Kokillenvorderplatte und Adapterplatte können zunächst erhebliche Mengen von hoch wärmeleitfähigen Kupferlegierungen eingespart werden, da die Adapterplatten aus kostengünstigeren Metallen bestehen können. Um jedoch eine optimale Kühlwirkung zu erzeugen, wird nicht nur die glatte Kaltseite der Kokillenvorderplatte gekühlt sondern es werden hier Einfräsungen vorgenommen, die grundsätzlich schon aus den direkt auf den Kühlkasten aufgesetzten Kokillenplatten bekannt sind. Damit vergrößert sich einerseits die mit dem Kühlmittel in Kontakt befindlichen Fläche der Kokillenvorderplatte, andererseits können die Kühlkanäle näher bis an die Heißseite der Kokillenvorderplatte herangeführt werden. Durch eine möglichst große Anzahl von schmalen Kühlkanälen lässt sich eine sehr gleichmäßige Kühlwirkung erreichen, was vorteilhaft für die Qualität des Gussproduktes ist und gleichzeitig die Lebensdauer der Heißseite der Kokilleplatte erhöht. Damit die einzelnen Kühlkanäle möglichst gleichmäßig mit Kühlmittel versorgt werden, sind immer mehrere von ihnen zu Gruppen zusammengefasst. Dadurch kann der Druckverlust bei der Zu- und Ableitung des Kühlmittels gering gehalten werden sowie eine Vergleichmäßigung des Kühlmittelstroms erfolgen.
Mit aus den erfindungsgemäßen Kokillenwänden zusammengesetzten Kokillen lassen sich beispielsweise Brammen, Dünnbrammen, Blockprofile, Vorprofile gießen.
Von Vorteil ist, dass die Anfänge und/oder Enden der Kühlkanäle durch diese verbindende Ausnehmungen in der Kaltseite der Kokillenvorderplatte zu Gruppen zusammengefasst sind. Die Ausnehmungen weisen vorzugsweise einen Querschnitt auf, der größer als die Summe der an sie angeschlossenen Kühlkanäle ist. Dadurch kann ein Druckausgleich zwischen den verbundenen Kühlkanälen stattfinden, wodurch sich die Strömung des Kühlmittels vergleichmäßigt.
Es empfiehlt sich, dass die Ausnehmungen gegenüber der Kühlmittelzufuhr angeordnet sind und zumindest in dem der Kühlmittelzufuhr gegenüberliegenden Bereich über Abrundungen in die Kühlkanäle übergehen. Dadurch ergibt sich eine möglichst verlustfreie Strömung des Kühlmittels in die Kühlkanäle.
Zu einer Beruhigung und einem Druckausgleich in den Ausnehmungen trägt auch bei, wenn die Ausnehmungen tiefer in die Kaltseite der Kokillenvorderplatte gefräst sind als die Kühlkanäle.
Damit die Kokillenvorderplatte am Kühlkasten oder an der Adapterplatte befestigt und eine entsprechende Verbindung hergestellt werden kann sind Bohrungen zur Aufnahme von Haltebolzen und Halteschrauben auf der Kaltseite der Kokillenvorderplatte vorgesehen. Um eine möglichst enge Teilung der Kühlkanäle und damit eine optimale Kühlwirkung zu erzielen wird vorgeschlagen, dass die Kühlkanäle im Bereich der Bohrungen zunächst auf diese zu verlaufen, im direkten Bereich der Bohrungen um diese herumgeführt sind und dann wieder im Wesentlichen in gleicher Linie wie die Zulaufkanäle von den Bohrungen weggeführt werden. Damit können auch die Bereiche zwischen zwei Bohrungen mit Kühlkanälen versehen und entsprechend gekühlt, und die Adapterplatte trotzdem dicht mit der Kokillenvorderplatte verbunden werden.
Es hat sich bewährt, die zwischen jeweils zwei im Anfangs- und/oder Endbereich der Kühlkanäle befindlichen Bohrung liegenden Kühlkanäle zu Gruppen zusammenzufassen. Es besteht aber auch die Möglichkeit alle Anfänge und/oder Enden der Kühlmittelkanäle durch eine quer verlaufende Ausnehmung zu einer Gruppe zusammenzufassen.
Wenn die Tiefe der Kühlkanäle im Wesentlichen der Tiefe der Bohrungen entspricht wird ein optimales Verhältnis zwischen der notwendigen Festigkeit der Kokillenvorderplatte und der Kühlwirkung erreicht.
Wenn die Breite der Kühlkanäle deren Tiefe unterschreitet können besondere viele Kühlkanäle auf der Kaltseite der Kokillenvorderplatte in möglichst enger Teilung angeordnet werden. Damit wird eine möglichst große Fläche der Kokillenvorderplatte vom Kühlmittel umströmt.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutet. Dabei zeigen die
1 die perspektivische Rückansicht einer Kokillenvorderplatte ohne Kühlkasten/Adapaterplatte,
2 die Rückansicht gemäß 1,
3 einen Ausschnitt aus der 2,
4 eine Draufsicht auf die Schnittlinie A – A,
5 eine Draufsicht auf die Schnittlinie B – B,
6 eine Seitenansicht auf die Schnittlinie 0 – 0 und
7 eine Seitenansicht auf die Schnittlinie 1 – 1.
Den 1 bis 3 ist eine Kokillenvorderplatte 1 als Bestandteil einer Kokillenwand einer Kokille zum Gießen einer Metallschmelze entnehmbar. Die Kokillenvorderplatte 1 weist eine Heißseite 2 und eine Kaltseite 3 auf. In der Kaltseite 3 sind eine große Anzahl von Befestigungsbohrungen 4 über welche die nicht gezeigte Adapterplatte mit der Kokillenvorderplatte 1 verbunden werden kann. Weiterhin sind eine große Anzahl von in Gießrichtung 5 verlaufende Kühlkanäle 6 zu erkennen, die an ihrem Anfang 7 und ihrem Ende 8 zu Gruppen zusammengefasst sind, wobei jeweils Ausnehmungen 9 und 10 die Verbindung zwischen den Kühlkanälen 6 herstellen.
Weiterhin sind Bohrungen 11 zur Aufnahme von Thermosensoren, Ausfräsungen 12 für radioaktive Gießspiegelsensoren sowie Ausnehmungen 13 für Passfedern der Adapterplatte zu erkennen.
Die 4 zeigt eine Draufsicht auf die Kokillenvorderplatte entlang der Schnittebene A – A. Hier sind die Ausnehmungen 9 am Anfang 7 der Kanäle 6 entnehmbar, über welche Gruppen von Kühlkanälen 6 gebildet werden, während dem Schnitt B – B die Ausnehmungen 10 am Ende 8 der Kanäle 6 entnehmbar sind, über welche wieder Gruppen von Kühlkanälen 6 gebildet werden.
Den Schnitten 0 – 0 und 1 – 1 sind Befestigungsbohrungen 4 zu entnehmen. Hier ist zu erkennen, dass die Tiefe der Befestigungsbohrungen 4 im Wesentlichen der Tiefe der Kühlkanäle 6 entspricht. Der Schnitt 1 – 1 stellt gleichzeitig einen Schnitt durch einen Kühlkanal 6 dar.

1: Kokillenvorderplatte
2: Heißseite
3: Kaltseite
4: Befestigungsbohrungen
5: Gießrichtung
6: Kühlkanäle
7: Anfang
8: Ende
9: Ausnehmung
10: Ausnehmung
11: Bohrung für Thermosensoren
12: Bohrung für Radioaktivsensor
13: Ausnehmung für Passfeder

Claims

Kokillenwand einer Kokille zum Gießen einer Metallschmelze mit einer Kokillenvorderplatte (1), die eine der Metallschmelze zugewandte Heißseite (2) und eine der Metallschmelze abgewandte Kaltseite (3) aufweist wobei die Kokillenvorderplatte (1) mit ihrer Kaltseite (3) direkt mit einem Wasserkasten oder unter Zwischenschaltung einer Adapterplatte, über welche eine Kühlmittelzufuhr zur Kaltseite (3) der Kokillenvorderplatte (1) erfolgt mit einem Wasserkasten verbunden ist, wobei in die Kaltseite (3) der Kokillenvorderplatte (1) Kühlkanäle (6) eingelassen sind, wobei die Kühlkanäle (6) in Gießrichtung (5) verlaufen und wobei mindestens jeweils zwei der Kühlkanäle (6) an ihrem Anfang (7) und/oder ihrem Ende (8) zu Gruppen zusammengefasst sind.
Kokillenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfänge (7) und/oder Enden (8) der Kühlkanäle (6) durch diese verbindende Ausnehmungen (9, 10) in der Kaltseite (3) der Kokillenvorderplatte (1) zu Gruppen zusammengefasst sind.
Kokillenwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (9, 10) gegenüber der Kühlmittelzufuhr angeordnet sind und zumindest in dem der Kühlmittelzufuhr gegenüberliegenden Bereich über Abrundungen in die Kühlkanäle (6) übergehen.
Kokillenwand nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (9, 10) tiefer in die Kaltseite (3) der Kokillenvorderplatte (1) hereinreichen als die Kühlkanäle (6).
Kokillenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kaltseite (3) der Kokillenvorderplatte (1) Befestigungsbohrungen (4) zur Aufnahme von Haltebolzen bzw. Halteschrauben für die Adapterplatte vorgesehen sind, und dass die Kühlkanäle (6) im Bereich der Befestigungsbohrungen (4) zunächst auf diese zu verlaufen im direkten Bereich der Befestigungsbohrungen (4) um diese herum geführt sind und dann wieder im Wesentlichen parallel von der Befestigungsbohrungen (4) weggeführt werden.
Kokillenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen jeweils zwei am Anfang (7) und/oder Ende (8) der Kühlkanäle (6) befindlichen Befestigungsbohrungen (4) liegenden Kühlkanäle (6) zu Gruppen zusammengefasst sind
Kokillenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Anfänge (7) und/oder Enden (8) der Kühlkanäle (6) durch je eine quer verlaufende Ausnehmung (9, 10) zu einer Gruppe zusammengefasst sind.
Kokillenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Kühlkanäle (6) im Wesentlichen der Tiefe der Befestigungsbohrungen (4) entspricht.
Kokillenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kühlkanäle (6) deren Tiefe unterschreiten.
Kokillenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kühlkanäle (6) deren Tiefe entspricht.