DE102008032672A1

DE102008032672A1 - continuous casting

Info

Publication number: DE102008032672A1
Application number: DE200810032672
Authority: DE
Inventors: Jörn HOFFMEISTER; Markus Dr. Reifferscheid
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2010-01-14
Also published as: WO2010003695A1; EP2323785A1; CN102089097A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille (1), deren Formwände mit mehreren sich in vertikale Richtung erstreckenden und an einen Wasserkreislauf angeschlossenen Kühlkanälen (2) versehen sind. Um eine verbesserte Kühlung der Kokille zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass die Kühlkanäle (2) in einem oberen Bereich (3) der Kokille (1) durch eine Anzahl Bohrungen (4) gebildet werden und dass die Kühlkanäle (2) in einem unteren Bereich (5) der Kokille (1) durch in einen Teil der Kokille (1) eingearbeitete Nuten (6) gebildet werden, die von mindestens einem Füllstück (7) unter Bildung eines Kanals verschlossen sind.The invention relates to a continuous casting mold (1), whose mold walls are provided with a plurality of extending in the vertical direction and connected to a water circulation cooling channels (2). In order to achieve improved cooling of the mold, the invention provides that the cooling channels (2) in an upper region (3) of the mold (1) by a number of holes (4) are formed and that the cooling channels (2) in one bottom portion (5) of the mold (1) are formed by in a part of the mold (1) incorporated grooves (6) which are closed by at least one filler (7) to form a channel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille, deren Formwände mit mehreren sich in vertikale Richtung erstreckenden und an einen Wasserkreislauf angeschlossenen Kühlkanälen versehen sind.The The invention relates to a continuous casting mold whose mold walls with several extending in a vertical direction and to one Water circuit connected cooling channels provided are.

Kokillen dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie bestehen zumeist aus Kupferplatten. Damit sie eine hinreichende Standzeit haben, müssen sie gekühlt werden. Hierfür sind grundsätzlich verschiedene Arten von Maßnahmen bekannt. Für die Kühlung können verschiedene Ausgestaltungen vorgesehen werden, wobei insbesondere Kühlschlitze, Kühlschlitze mit Füllstücken, Tieflochbohrungen oder flächige wirkende Kühlungen bekannt und gebräuchlich sind.molds This type are well known in the art. They usually consist of copper plates. So that they have a sufficient Have life, they must be cooled. Therefor are basically different types of action known. For the cooling can be different Embodiments are provided, in particular cooling slots, Cooling slots with filler pieces, deep hole drilling or area acting cooling known and in use are.

Die EP 0 968 779 B1 stellt auf in die Kokillenplatte eingearbeitete Nuten ab, die unter Ausbildung eines Kühlkanals von einem Füllstück verschlossen sind. Eine ähnliche Lösung zeigt die EP 1 757 385 A2 und die DE 101 38 988 A1 .The EP 0 968 779 B1 sets on incorporated into the mold plate grooves, which are closed to form a cooling channel of a filler. A similar solution shows the EP 1 757 385 A2 and the DE 101 38 988 A1 ,

Bei der DE 41 27 333 A1 wird die Kokillenwandung von Bohrungen durchsetzt, durch die zur Kühlung der Kokille ein Kühlfluid geleitet wird. Entsprechendes offenbaren auch die EP 1 356 879 A2 und die EP 1 506 826 A1 .In the DE 41 27 333 A1 the Kokillenwandung is penetrated by holes through which a cooling fluid is passed to cool the mold. The corresponding also disclose the EP 1 356 879 A2 and the EP 1 506 826 A1 ,

Besonders problematisch ist dabei die Kühlung der sog. „Wärmekeule” im Bereich unterhalb des Gießspiegels. Dieser Bereich ist nur schwer individuell gezielt kühlbar. Die vorbekannten Lösungen sind diesbezüglich noch nicht befriedigend.Especially The problem here is the cooling of the so-called "heat lobe" in Area below the pouring mirror. This area is difficult to cool individually. The previously known Solutions are not yet satisfactory in this respect.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kokille der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine besonders effektive Kühlung möglich ist, insbesondere im kritischen Bereich der „Wärmekeule”. Die Kühlung soll sich dabei auf gewünschte Bereiche gezielt ausrichten lassen, so dass in diesen Bereichen ein intensiver Kühleffekt erzeugt werden kann. Damit soll den thermisch besonders hoch belasteten Bereichen der Kupferplatte der Stranggießkokille eine höhere Standzeit verliehen werden.Of the Invention is therefore the object of a mold of the initially so-called type so that a particularly effective cooling is possible, especially in the critical area of the "heat lobe". The cooling should be on desired areas targeted, so that in these areas an intensive Cooling effect can be generated. This should be the thermal particularly heavily loaded areas of the copper plate of the continuous casting mold be given a longer service life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kühlkanäle in einem oberen Bereich der Kokille durch eine Anzahl Bohrungen gebildet werden und dass die Kühlkanäle in einem unteren Bereich der Kokille durch in einen Teil der Kokille eingearbeitete Nuten gebildet werden, die von mindestens einem Füllstück unter Bildung eines Kanals verschlossen sind.These The object is achieved according to the invention that the cooling channels in an upper area of the Mold are formed by a number of holes and that the Cooling channels in a lower region of the mold be formed by grooves incorporated in a part of the mold, that of at least one filler under education a channel are closed.

Die Kühlkanäle werden dabei bevorzugt im oberen bzw. unteren Bereich der Kokille ausschließlich durch Bohrungen bzw. Nuten samt Füllstücken gebildet.The Cooling channels are preferred in the upper or bottom of the mold exclusively through holes or grooves formed together with filler.

Der obere Bereich erstreckt sich bevorzugt über 25% bis 75% der gesamten Kokillenhöhe, besonders bevorzugt über 40% bis 60% der Kokillenhöhe.Of the upper range preferably extends over 25% to 75% the total mold height, particularly preferably about 40% to 60% of the mold height.

Die Kühlkanäle des oberen Bereichs können in die Kühlkanäle im unteren Bereich in einem Übergangsbereich ineinander übergehen.The Cooling channels of the upper area can be in the cooling channels in the lower area in a transition area merge.

Ferner können mehrere von Füllstücken verschlossene Nuten parallel zur Wandung der Kokille angeordnet sein. Es können auch mehrere Bohrungen parallel zur Wandung der Kokille angeordnet sein. Zumindest abschnittsweise können wei terhin zwei, drei oder mehr Reihen Bohrungen in horizontaler Richtung gesehen parallel zur Wandung der Kokille angeordnet sein.Further can be closed several of patches Grooves may be arranged parallel to the wall of the mold. It can Also, a plurality of bores may be arranged parallel to the wall of the mold. At least in sections, two, three or three can continue to be used more rows of holes seen in a horizontal direction parallel be arranged to the wall of the mold.

Um einen speziellen Einfluss auf den Kühleffekt zu nehmen, können die Bohrungen und/oder zumindest ein Abschnitt der Nuten in vertikale Richtung gesehen parallel zur Wandung der Kokille verlaufen.Around to take a special influence on the cooling effect, the holes and / or at least a section of the Grooves seen in vertical direction parallel to the wall of the mold run.

Die Bohrungen und/oder zumindest ein Abschnitt der Nuten können in vertikale Richtung gesehen auch unter einem Winkel zur Wandung der Kokille verlaufen.The Holes and / or at least a portion of the grooves can Seen in vertical direction also at an angle to the wall the mold run.

Alle Bohrungen können dabei den gleichen Durchmesser aufweisen. Allerdings wird vorgeschlagen, dass mindestens zwei Bohrungen unterschiedliche Durchmesser aufweisen.All Holes can have the same diameter. However, it is suggested that at least two holes be different Have diameter.

Bevorzugt ist schließlich vorgesehen, dass die lichte Breite der Nuten im unteren Bereich der Kokille größer ist als der Durchmesser der Bohrungen im oberen Bereich der Kokille.Prefers Finally, it is provided that the clear width of the Grooves in the lower part of the mold is larger as the diameter of the holes in the upper part of the mold.

Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung gemäß der oben genannten Merkmale werden diverse Vorteile durch das Erfindungskonzept erreicht:
Durch einen verbesserten Kühleffekt werden weniger Thermospannungen in den Kupferplatten induziert, aus denen die Stranggießkokille besteht. Die Plattentemperaturverteilung vergleichmäßigt sich also, insbesondere in oberen Bereich der Platte bzw. Kokille.The proposed embodiment according to the above features various advantages are achieved by the inventive concept:
An improved cooling effect induces less thermal stress in the copper plates that make up the continuous casting mold. The plate temperature distribution is therefore uniformed, in particular in the upper region of the plate or mold.

Es ist weiterhin eine gezielte variable Kühlung auch innerhalb einer horizontalen Ebene durch eine engere und gestaffelte Anordnung der Bohrungen im oberen Bereich der Kokille möglich.It is still a targeted variable cooling also within a horizontal plane through a tighter and staggered arrangement the holes in the upper part of the mold possible.

Die Temperatur auf der Heiß- und auf der Kaltseite wird im kritischen Badspiegelbereich verringert.The Temperature on the hot and on the cold side is in the reduced critical bath level range.

Es werden zudem Ablagerungen vermieden.It In addition, deposits are avoided.

Herstellungstechnisch ist von Vorteil, dass eine günstige Kombinationsfertigung möglich ist, bestehend aus der Einbringung von geraden Schlitzen für die Nuten und den Tiefloch-Bohrungen, die aufgrund der erfindungsgemäßen Konzeption sehr viel kürzer sind, als im Stand der Technik, weshalb die Tiefloch-Bohrung sehr viel besser beherrschbar ist.production engineering is advantageous that a favorable combination production possible, consisting of the introduction of straight Slots for the grooves and the deep hole drilling, the due to the conception of the invention very much are much shorter than in the prior art, which is why the deep hole drilling is much more manageable.

Schließlich steigt das Potential der Platte für eine geringere Plattendicke und für eine hohe Gießgeschwindigkeit.After all increases the potential of the plate for a smaller plate thickness and for a high casting speed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In The drawing is an embodiment of the invention shown. Show it:

1 den Schnitt durch einen Teil einer Gießkokille mit integrierter Kühlung; und 1 the section through a part of a casting mold with integrated cooling; and

2 den Schnitt A-B gemäß 1. 2 the section AB according to 1 ,

In 1 ist als Ausschnitt einer Stranggießkokille 1 die rechte seitliche Begrenzung für das zu gießende Metall dargestellt. Der Füllstand wird durch den Gießspiegel 10 verdeutlicht. Demgemäß ist die Wandung 9 der Kokille 1 dem heißen Metall ausgesetzt und muss gekühlt werden. Die die Wandung 9 bildende Platte besteht in bekannter Weise aus Kupfer. Wie weiter zu sehen ist, ist die Kokille 1 trichterförmig ausgebildet, d. h. der obere Bereich der Wandung 9 ist unter einem Winkel ϕ₁ zur Vertikalen V ausgerichtet.In 1 is as a cutout of a continuous casting mold 1 the right lateral boundary for the metal to be cast is shown. The level is through the pouring mirror 10 clarified. Accordingly, the wall is 9 the mold 1 exposed to the hot metal and must be cooled. The wall 9 forming plate consists in a known manner of copper. As can be seen further, the mold is 1 funnel-shaped, ie the upper portion of the wall 9 is aligned at an angle φ ₁ to the vertical V.

Zur Kühlung der Kokille 1 ist diese mit Kühlkanälen 2 versehen. Dabei ist vorgesehen, dass in einem oberen Bereich 3 der Kokille 1 eine andere Art der Kühlung bzw. Ausbildung der Kühlmittelzuführung vorgenommen wird als in einem unteren Bereich 5 der Kokille 1, um die Kühlintensität am Ort des Geschehens deutlich zu verbessern.For cooling the mold 1 this is with cooling channels 2 Mistake. It is envisaged that in an upper area 3 the mold 1 another type of cooling or training of the coolant supply is made as in a lower area 5 the mold 1 to significantly improve the cooling intensity at the scene.

Im oberen Bereich 3 der Kokille 1 werden die Kühlkanäle 2 ausschließlich durch Bohrungen 4 gebildet, die als Tieflöcher in die Kupferplatte eingebracht sind, die die Kokillenwandung 9 bildet.In the upper area 3 the mold 1 become the cooling channels 2 only through holes 4 formed, which are introduced as Tieflöcher in the copper plate, the Kokillenwandung 9 forms.

Dem gegenüber ist vorgesehen, dass die Kühlkanäle 2 in dem unteren Bereich 5 der Kokille 1 durch in einen Teil der Kokille 1 eingearbeitete Nuten 6 gebildet werden, die von mindestens einem Füllstück 7 unter Bildung eines Kanals verschlossen sind. Im unteren Bereich 5 ist die Kupferplatte, die die Kokillenwandung 9 bildet, also mechanisch ausgearbeitet, wobei sich die Nuten 6 (Kühlkanäle) bilden, was für diesen Bereich eine hinreichende Kühlwirkung erzeugt.On the other hand, it is provided that the cooling channels 2 in the lower area 5 the mold 1 through into a part of the mold 1 incorporated grooves 6 are formed by at least one filler 7 are sealed to form a channel. In the area below 5 is the copper plate, which is the mold wall 9 forms, so mechanically worked, with the grooves 6 (Cooling channels) form, which produces a sufficient cooling effect for this area.

Durch das sich ausgebildete Kanalsystem wird Kühlwasser von unten nach oben geleitet, was durch die Pfeile angedeutet ist. Dabei verzweigt sich in einem Übergangsbereich 8 der Fluss des Kühlwassers von den Nuten 6 im unteren Bereich 5 in die Bohrungen 4 im oberen Bereich 3.By trained channel system cooling water is passed from bottom to top, which is indicated by the arrows. This branches into a transitional area 8th the flow of cooling water from the grooves 6 in the area below 5 into the holes 4 in the upper area 3 ,

Es ist im Ausführungsbeispiel zu erkennen, dass sich der obere Bereich 3 – in Richtung der Vertikalen V gemessen – etwa über 40% der gesamten Höhe H der Kokille erstreckt, d. h. der untere Bereich 5 erstreckt sich über ca. 60% der Höhe H der Kokille 1.It can be seen in the embodiment that the upper area 3 - Measured in the direction of the vertical V - extends over about 40% of the total height H of the mold, ie the lower portion 5 extends over about 60% of the height H of the mold 1 ,

Zu erkennen ist ferner folgendes: Die Bohrungen 4 verlaufen zur Vertikalen V unter einem Winkel ϕ₂. Da dies in dem Bereich der Fall ist, in dem die Wandung 9 der Kokille über einen vorliegend gleich großen Winkel ϕ₁ zur Vertikalen V verläuft, hat das im Ergebnis zur Folge, dass die Bohrungen 4 hier parallel zur Wandung 9 im Inneren der Kokillenplatte verlaufen.To recognize further is the following: The holes 4 extend to the vertical V at an angle φ ₂ . As this is the case in the area where the wall 9 the mold passes over a present at the same angle φ ₁ to the vertical V, as a result, that the holes 4 here parallel to the wall 9 run inside the mold plate.

Dies muss jedoch nicht zwangsläufig so sein. Es kann auch vorgesehen werden, dass unterschiedliche Winkel ϕ₁, ϕ₂ vorliegen, so dass in diesem Falle über die vertikale Erstreckung der Kokille 1 die Bohrungen 4 ihren Abstand zur Wandung 9 ändern, was einen entsprechenden Einfluss auf den Kühleffekt hat.However, this does not necessarily have to be the case. It can also be provided that different angles φ ₁ , φ ₂ are present, so that in this case over the vertical extent of the mold 1 the holes 4 their distance to the wall 9 change what has a corresponding effect on the cooling effect.

Weiterhin sind im Ausführungsbeispiel die Bohrungen 4 zum einen nicht alle mit demselben Durchmesser versehen und zum anderen nicht nur einreihig angeordnet. Hierzu wird auf 2 verwiesen, die den Schnitt A-B gemäß 1 zeigt. Es ist zu erkennen, dass eine Anzahl Bohrungen 4 mit einem relativ großen Durchmesser D vorgesehen sind, daneben jedoch auch Bohrungen 4 mit kleinerem Durchmesser d, wobei die Bohrungen 4 mit dem kleineren Durchmesser mehrreihig – vorliegend zweireihig – angeordnet sind.Furthermore, in the exemplary embodiment, the holes 4 on the one hand not all provided with the same diameter and on the other not only arranged in a single row. This is on 2 refer to the section AB according to 1 shows. It can be seen that a number of holes 4 are provided with a relatively large diameter D, but next to holes 4 with smaller diameter d, with the holes 4 with the smaller diameter multi-row - in this case two rows - are arranged.

Die Anordnung der Bohrungen 4 kann dabei zumindest über Teile der Kokillenerstreckung zwei-, drei- oder mehrreihig sein.The arrangement of the holes 4 can be at least over parts of the mold extension two, three or more rows.

Durch die Kombination von Nuten 6 (Schlitzen) mit Füllstücken 7 im unteren Teil der Kokille und Tieflochbohrungen im oberen Teil der Kokillenplatte unterhalb des Gießspiegels 10 kann durch eine größere Anzahl im Durchmesser kleinerer Bohrungen 4 (vorzugsweise Durchmesser unterhalb von 11 mm) sowie in der Tiefe begrenzter Bohrungen eine Zone hoher Kühlintensität, also eine Intensivkühlzone erzeugt werden.By the combination of grooves 6 (Slits) with patches 7 in the lower part of the mold and deep holes in the upper part of the mold plate below the mold level 10 can by a larger number in the diameter of smaller holes 4 (Preferably diameter below 11 mm) and in the depth of limited holes a zone of high cooling intensity, ie an intensive cooling zone can be generated.

Die Bohrungen 4 im oberen Bereich 3 der Kokille 1 können aufgrund der relativ kurzen Erstreckung mit relativ kleinen Durchmessern gefertigt und mit hoher Prä zision eingebracht werden. Ferner können die Bohrungen 4 angeordnet und hintereinander gestaffelt angeordnet werden, so dass hohe Wassergeschwindigkeiten bei einer großen bedeckenden Oberfläche gefahren werden können. Hierdurch wird eine Platte mit einer Zone hoher Kühlintensität erzeugt.The holes 4 in the upper area 3 the mold 1 Due to the relatively short extension, they can be manufactured with relatively small diameters and introduced with high precision. Furthermore, the holes 4 arranged and staggered one behind the other so as to cover high water velocities at a large covering Surface can be driven. As a result, a plate is produced with a zone of high cooling intensity.

Wie bereits erwähnt, kann durch Variation der Winkel ein Einfluss der einzelnen Bohrungen auf den Kühleffekt genommen werden.As already mentioned, can influence the angle by varying the angle the individual holes are taken to the cooling effect.

11: Stranggießkokillecontinuous casting
22: Kühlkanalcooling channel
33: oberer Bereich der Kokilleupper Area of the mold
44: Bohrungdrilling
55: unterer Bereich der Kokillelower Area of the mold
66: Nutgroove
77: Füllstückfilling
88th: ÜbergangsbereichTransition area
99: Wandung der Kokillewall the mold
1010: Gießspiegelmeniscus
HH: Kokillenhöhemold height
ϕφ: Winkelangle
ϕ₁ φ ₁: Winkelangle
ϕ₂ φ ₂: Winkelangle
DD: Durchmesser der Bohrungdiameter the bore
dd: Durchmesser der Bohrungdiameter the bore
VV: Vertikalevertical

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 0968779 B1 [0003]
- EP 1757385 A2 [0003]
- DE 10138988 A1 [0003]
- DE 4127333 A1 [0004]
- EP 1356879 A2 [0004]
EP 1506826 A1 [0004]

Claims

Continuous casting mold ( 1 ), the mold walls with a plurality of vertically extending and connected to a water circulation cooling channels ( 2 ), characterized in that the cooling channels ( 2 ) in an upper area ( 3 ) of the mold ( 1 ) through a number of holes ( 4 ) and that the cooling channels ( 2 ) in a lower area ( 5 ) of the mold ( 1 ) through into a part of the mold ( 1 ) incorporated grooves ( 6 ) formed by at least one filler ( 7 ) are sealed to form a channel.

Continuous casting mold according to claim 1, characterized in that the cooling channels ( 2 ) at the top ( 3 ) or lower ( 5 ) Area of the mold exclusively of holes ( 4 ) or grooves ( 6 ) with filling pieces ( 7 ) are formed.

Continuous casting mold according to claim 1 or 2, characterized in that the upper region ( 3 ) extends over 25% to 75% of the total mold height (H).

Continuous casting mold according to claim 3, characterized in that the upper region ( 3 ) extends over 40% to 60% of the total mold height (H).

Continuous casting mold according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the cooling channels ( 2 ) in the upper area ( 3 ) and the cooling channels ( 2 ) in the area below ( 5 ) a transition area ( 8th ) is provided.

Continuous casting mold according to one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of filling grooves closed grooves ( 6 ) parallel to the wall ( 9 ) of the mold ( 1 ) are arranged.

Continuous casting mold according to one of claims 1 to 6, characterized in that a plurality of bores ( 4 ) parallel to the wall ( 9 ) of the mold ( 1 ) are arranged.

Continuous casting mold according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least partially two, three or more rows of holes ( 4 ) in a horizontal direction parallel to the wall ( 9 ) of the mold ( 1 ) are arranged.

Continuous casting mold according to one of claims 1 to 8, characterized in that the bores ( 4 ) and / or at least a portion of the grooves ( 6 ) seen in vertical direction parallel to the wall ( 9 ) of the mold ( 1 ).

Continuous casting mold according to one of claims 1 to 8, characterized in that the bores ( 4 ) and / or at least a portion of the grooves ( 6 ) seen in the vertical direction at an angle (φ) to the wall ( 9 ) of the mold ( 1 ).

Continuous casting mold according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least two holes ( 4 ) have different diameters (D, d).

Continuous casting mold according to one of claims 1 to 11, characterized in that the clear width of the grooves ( 6 ) in the area below ( 5 ) of the mold ( 1 ) is greater than the diameter (D, d) of the holes ( 4 ) in the upper area ( 3 ) of the mold ( 1 ).