DE1104124B - Verfahren zum Zufuehren des Gleitmittels in eine Kokille mit horizontal liegender Achse zum kontinuierlichen Giessen von Metallen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, beim kontinuierlichen Gießen in Kokillen mit vertikaler Achse durch Aufgießen von öl od. dgl. auf den flüssigen Gießkopf den Gußstrang zu schmieren. Dieses Verfahren läßt sich nicht ohne weiteres auf das kontinuierliche Gießen in Kokillen mit horizontaler Achse übertragen, weil einerseits bei diesen nicht die Wand der Kokille den flüssigen Gießkopf überragt und weil andererseits das Gußmaterial durch sein Gewicht die Kokillenwand einseitig oder zumindest ungleichmäßig belastet.

Während beim vertikalen Stranggießen innerhalb eines bestimmten Querschnittes der Kokille auf jedem Teil der Kokillenwand der gleiche Druck des flüssigen Gußmaterials lastet, lastet bei Kokillen mit horizontal liegender Achse auf der unteren Kokillenwand ein höherer Druck.

Es ist weiterhin bekannt, in den Spalt zwischen der Kokillenwand und dem teilweise erstarrten Strang in der Kokille Gleitmittel durch Öffnungen oder poröse Teile in der Kokillenwand einzuführen. Ferner ist es bekannt, bei horizontalen Kokillen vom Rand der die eine Seite der Kokille in Längsrichtung abschließenden Stirnwand her Gleitmittel an die Kokillenwand zu führen.

Bei Anwendung der bekannten Verfahren zum Schmieren des Gußstranges beim kontinuierlichen Gießen in Kokillen mit horizontalen Achsen ergeben sich Gußstränge mit unsymmetrischer Gefügeverteilung über den Querschnitt und zumindest auf der Unterseite der Gußstränge schlechte Oberflächen.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen durch ein besonderes Verfahren zum Zuführen des Gleitmittels in eine feststehende oder bewegliche Kokille mit horizontal liegender Achse zum kontinuierlichen Gießen von Metallen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, in Kokillen mit horizontal liegender Achse Gußstränge mit guter Oberfläche zu gießen, wobei gleichzeitig eine Verringerung der zur Fortbewegung des gegossenen Stranges erforderlichen Kraft erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird das Gleitmittel in einer solchen Weise in den Spalt zwischen Kokillenwand und Gußmaterial eingeführt, daß es im Liegenden der Kokille einen höheren Druck aufweist als im Hangenden der Kokille.

Dadurch wird unterhalb des Gußmaterials an der Kokillenwand ein Polster aus Gleitmittel gebildet, das ähnlich dem Schmierstoffpolster im Gleitlager von rotierenden Wellen das Gußmaterial trägt. Der Druck, mit dem das Gleitmittel zugeführt wird, soll der Festigkeit der erstarrten Kruste des Gußmaterials an der entsprechenden Stelle angepaßt sein. Der Druck des Gleitmittels darf nicht so groß sein, daß das Gleitmittel in das Gußmaterial eindringt. Der Druckbereich, Verfahren zum Zuführen

des Gleitmittels in eine Kokille

mit horizontal liegender Achse

zum kontinuierlichen Gießen

von Metallen

Anmelder:

Beteiligungs- und Patentverwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung,
Essen, Altendorf er Str. 103

Dipl.-Ing. Hans-Waldemar Stuhr,

Düsseldorf-Grafenberg,
ist als Erfinder genannt worden

in dem die Oberflächenspannung des heißen Gußmaterials ausreicht, um ein geeignetes Gleitmittel abzuweisen, bietet einen hinreichenden Spielraum für den Druck in allen praktisch vorkommenden Fällen.

Zweckmäßigerweise wird in mindestens einem Querschnitt, vorzugsweise mehreren einander folgenden Querschnitten der Kokille, Gleitmittel zwischen das Gußmaterial und die Kokille eingeführt. Dabei sollen der flüssige Gießkopf und der in der Kokille befindliche Teil des Stranges durch eine möglichst geschlossene Gleitmittelschicht von der Kokillenwand getrennt werden.

Zum Einführen des Gleitmittels in den Spalt zwischen Kokillenwand und Gußmaterial kann ein quer zur Kokillenlängsrichtung angeordneter Spalt in der Kokillenwand vorgesehen sein. Um das Gleitmittel an verschiedenen Teilen des Umfanges der Kokille mit verschiedenen Drücken zuführen zu können, ist die Anordnung von Dichtungen in Kokillenlängsrichtung im Spalt zweckmäßig.

Beispielsweise kann gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung im Liegenden der Kokille eine solche Menge Gleitmittel eingeführt werden, daß es auf dem Weg um das Gußmaterial nach oben verdampft oder durch Absorption verbraucht wird.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß im Liegenden der Ko-

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kille so viel flüssiges Gleitmittel zugeführt wird, daß es in dem zwischen Gußmaterial und Kokille entstehenden Spalt nach oben gedruckt wird und im Hangenden der Kokille abgeleitet wird. Das im Hangenden der Kokille abgeleitete Gleitmittel kann gereinigt und gekühlt werden und durch eine Pumpe wieder dem Liegenden der Kokille zugeführt werden. Im Falle eines solchen Kreislaufes können Gleitmittel und Kühlmittel identisch sein. In diesem Fall kann auch Wasser bzw. Wasserdampf das das Gußmaterial tragende Polster bilden.

Zweckmäßigerweise kann das Gleitmittel dadurch zwischen Kokillenwand und Gußmaterial eingeführt werden, daß es durch die aus porösem Material bestehende Kokillenwand hindurchgedrückt wird. Insbesondere vor der die Kokille in axialer Richtung begrenzenden Stirnwand kann auf diese Weise eine das Gußmaterial von der Kokillenwand trennende Gleitmittelschicht erzeugt werden. Derartige poröse Schwitzwände können beispielsweise aus gesintertem Material, z. B. karbidischen Hartstoffen oder Graphit, bestehen.

Als Gleitmittel kann auch ein bei der Gießtemperatur des Gußmaterials schmelzendes Material verwendet werden, beispielsweise ein bei niedriger Temperatur als das Gußmaterial schmelzendes Metall oder ein nichtmetallischer Werkstoff, der sich mit dem zu vergießenden Werkstoff" nicht legiert oder dessen Zusammensetzung beeinflußt. Ein geeignet gewähltes Material wird auf dem noch flüssigen oder schon erstarrten Strang eine zunächst noch flüssige Schutzschicht bilden, die das Gleiten des Stranges erleichtert und den Strang in der Kokille und gegebenenfalls auch bei der Weiterverarbeitung z. B. vor Oxydation schützt oder, wenn das Gußerzeugnis ein Fertigerzeugnis, beispielsweise ein Stahlrohr, ist, dieses durch den Überzug schützt.

Wird das Gleitmittel in plastischer Form in die Kokille eingeführt, so daß es in dieser schmilzt, wird die zum Schmelzen des Gleitmittels erforderliche Wärme dem Gußmaterial entzogen und dadurch die Bildung einer Erstarrungskruste des Gußmaterials begünstigt.

Die Kokille wird durch eine Stirnwand in Längsrichtung abgeschlossen. Diese Stirnwand kann fest mit der Kokille verbunden sein. Das kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Kokille ortsfest angeordnet ist oder bei beweglicher Kokille diese lediglich eine Schwenkbewegung um ihre Längsachse ausführt. Wenn die Kokille Verschiebebewegungen in Richtung ihrer Längsachse ausführt und die Stirnwand fest mit ihr verbunden ist, wird dadurch eine Pumpwirkung ausgeübt, die zwar den Einlauf in die Kokille in günstiger Weise freispült, durch die wechselnde Kraftwirkung auf den Strang jedoch zu Schwierigkeiten führt. Bei einer fest mit der Kokille verbundenen Stirnwand wird in der Kehle zwischen dieser und der zylindrischen Kokillenwand ein ringförmiger Kanal vorgesehen, durch den das Gleitmittel der Kokillenwand zugeführt wird.

Die in Richtung ihrer Längsachse verschiebliche Kokille wird zweckmäßigerweise in axialer Richtung durch einen Stirnwandstopfen abgeschlossen, der ortsfest angeordnet und gegenüber der zylindrischen Kokillenwand durch Dichtringe abgedichtet ist. Zwischen dem vordersten Dichtring und der Stirnfläche des Stirnwandstopfens sind an dessen Umfang Gleitmittelzuführen vorgesehen. Dadurch wird gleichzeitig das Gleitmittel in den Raum vor dem vordersten Dichtring gedrängt und verhindert, daß das Gußmaterial in den Spalt eindringt, insbesondere den Dichtritig erreicht.

Die Warmkokille ist zweckmäßigerweise aus einem Werkstoff, der von flüssigem Gußmaterial nicht benetzt wird, hergestellt.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Stranggießkokille mit horizontal liegender Achse.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Längsachse einer Stranggießanlage mit einer Stranggießkokille mit horizontal liegender Achse, und

ίο Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Stranggießkokille in der Schnittebene II-II in Fig. 1.

Mit 1 ist der Eingußtrichter einer Stranggießanlage bezeichnet, der von einem Mantel 2 umgeben ist, so daß zwischen dem Mantel 2 und dem Eingußtrichter 1 ein Heizraum 3 gebildet wird, in den durch die Öffnung 4 Heizgase eingeblasen werden und aus dem sie durch die Öffnung 5 entweichen. Unterhalb des Trichters 1 ist die Warmkokille 6 angeordnet, auf die der Trichter 1 aufgesetzt ist. An die Warmkokille 6 schließt sich die wassergekühlte Kaltkokille 7 an. Die Kaltkokille 7 ist von einem Kühlmantel 8 umgeben, in dem Leitbleche 9 derart angeordnet sind, daß durch den Stutzen 10 eintretendes Kühlwasser durch den engen Spalt 11 an der Kokillen wand vorbeigeführt wird und durch den Stutzen 12 wieder austritt.

Die austrittseitige Stirnfläche der Warmkokille 6 ist am Umfang abgekantet, so daß zwischen der Warmkokille 6 und der über diese geschobenen Kaltkokille 7 ein Ringraum entsteht, der durch zwei etwa radial angeordnete Dichtungen 33 in zwei Kanäle 13 und 13' aufgeteilt wird. Dem Kanal 13 wird durch einen Anschlußnippel 14, dem Kanal 13' wird durch einen Anschlußnippel 14' Gleitmittel zugeführt, das einen geringeren Druck hat als das durch den Anschlußnippel 14 dem Kanal 13 zugeführte Gleitmittel. Das Gleitmittel tritt aus dem Kanal 13 durch schräge Bohrungen 16 und versetzt zu diesen angeordnete Kanäle 15 in die Kokille. An den Mündungen der Kanäle 15 in die Kokille sind keilförmige Aussparungen 34 vorgesehen. Aus dem Kanal 13' tritt das Gleitmittel durch Bohrungen 16' und Kanäle 15' in die Kokille, wobei an den Mündungen einiger der Kanäle 15' ebenfalls keilförmige Aussparungen 34 vorgesehen sind. Im Liegenden der Kokille sind weitere Gleitmittelzuführungskanäle 17 und 18 vorgesehen. Vor dem Ende der Kaltkokille 7 ist ein Ring 19 angeordnet, in dem ein Ringraum 20 ausgespart ist und in dem zwei Dichtungen derart angeordnet sind, daß in den unteren Teil des Ringraumes 20 durch ein Anschlußnippel 21 Gleitmittel gedrückt werden kann und in den oberen Teil des Ringraumes 20 durch ein Anschlußnippel 21' Gleitmittel zugeführt werden kann. Von dem unteren Teil des Ringraumes 20 tritt das Gleitmittel durch Bohrungen 22 und von dem oberen Teil des Ringraumes 20 durch Bohrungen 22' in die Kokille.

Die Bauteile 1 bis 21 sind gemeinsam auf einem Schlitten 23 a angeordnet. Der Schlitten 23 a ist auf einem Bett 23 b durch einen angetriebenen Kurbeltrieb 24 verschiebbar angeordnet. Die Stütze 25 ist fest mit dem Bett 23 b verbunden und trägt einen Stirnwandstopfen 26, der die Kokille in Längsrichtung abschließt. Am vorderen Teil des Umfanges des Stirnwandstopfens 26 ist eine Aussparung angeordnet, die zusammen mit der Innenwand der Kokille 6 einen Ringkanal 27 ergibt. Dem oberen Teil des Ringkanals 27 wird durch Bohrungen 28' über eine Zuführungsleitung 29' Gleitmittel zugeführt, dem unteren Teil des Ringkanals 27 wird durch Bohrungen 28 über eine Zuführungsleitung 29 Gleitmittel zugeführt. Die Dicht-

ringe 30 dichten die Warmkokille 6 gegenüber dem Stirnwandstopfen 26 ab. Vor der Kokille sind Brausen 31 angeordnet, die den aus der Kokille austretenden Gußstrang mit Wasser besprühen. Weiterhin sind dort Transportrollen 32 vorgesehen, die den erstarrten Strang mit gleichmäßiger Geschwindigkeit aus der Kokille 6, 7 fortbewegen. Das in den Einlauftrichter 1 eingegossene Metall fließt von diesem aus in die Warmkokille 6 und beginnt hier und in der anschließenden Kaltkokille 7 zu erstarren. In der durch die Brausen 31 geschaffenen Direktkühlungszone erfolgt die weitere Erstarrung, so daß die Transportrollen 32 den für den Transport erforderlichen Druck auf den weitgehend erkalteten Strang ausüben können.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Zuführen des Gleitmittels in eine feststehende oder bewegliche Kokille mit horizontal liegender Achse zum kontinuierlichen Gießen von Metallen, vorzugsweise Stählen, bei

dem das Gleitmittel zwischen die Kokillenwand einerseits und den flüssigen Gießkopf bzw. den in der Kokille befindlichen Teil des gegossenen Stranges andererseits eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel in einer solchen Weise eingeführt wird, daß es im Liegenden der Kokille einen höheren Druck aufweist als im Hangenden der Kokille.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel auf dem Weg um das Gußmaterial nach oben verdampft oder durch Absorption verbraucht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gleitmittel im Liegenden der Kokille eingeführt und im Hangenden der Kokille abgeleitet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 271 796, 754 151,
088 171.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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