DE1303210B - Stranggießkokille mit Graphitblock - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft cine Stranggießkokille mit der außerdem unabhängig vom Sitz im Kühlkanal Graphitblock, welcher einen Hohlraum mit einer offe- des Rohres ist.

nen Eingußseite und einer gegenüberliegenden offenen Da der Wärmeübergang von der Kokillenform-

Abziehseite für das erstarrte Metall aufweist, wobei wand in die Kühlflüssigkeit in der Regel in dem der Graphitblock um den Formhohlraum verteilt lie- 5 kokillenwandseitigen Abschnitt des Kühlrohres ergcnde Kanäle aufweist und in den Kanälen Kühlrohre folgt, genügt wie bei der bekannten Anordnung eine nachgiebig verspannt sind. Anpressung im wesentlichen nur an dieser Seite des

Beim Auskleiden der Kühlkanäle derartiger Kühlkanals.

Graphitkukillen oder Formen mit Metallkühlrohren Vorzugsweise bestehen die die Druckleisten gegen

ergibt sich die Schwierigkeil, daß der Graphit einer- _i0 das Kühlrohr anpressenden Einstelleinrichtungen aus seits und das Metal] des eingesetzten Kühlrohres an- Stellschrauben und Schraubendruckfedern, die sich dererseits unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten einerseits gejjen die Druckleiste und andererseits gehaben. Dabei besteht die Gefahr, daß bei zu lockerem gen Stellschrauben abstützen.

Einsetzen ein Luftspalt zwischen dem Kühlrohr und Die Kanäle weisen vorzugsweise runden Quer·

der umgebenden Wandfläche des Kühlkanals in der 15 schnitt auf.

Graphitkokille verbleibt und dadurch der Wärme- Es kann die an den Kühlrohren anliegende Fläche

übergang stark beeinträchtigt wird oder daß anderer- der Druckleisten der Querschnittsform de* Kühlrohre «eits bei etwas zu großem Durchmesser des Einsatz- · an der Anlagestelle angepaßt sein,
rohres bei Erwärmung die Anpressung so groß wird, Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

daß die Graphitkokille Risse bekommt. 30 Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher er-

Um diese elastische Nachgiebigkeit des in den läutert. In den Zeichnungen zeigt
Kanal der Graphitform eingesetzten Kühlrohres Fig. 1 eine Teildraufsicht auf die Oberseite der

licherzustellen, ist es bekannt (USA.-Patentschrift erfindungsgemäßen Stranggießkokille,
3 066 364), im Rohr eine Längssieke anzubringen, die F i g. 2 eine Teilseitenansicht des in F i g. 1 darge-

beim Zusammenbau an der der lormfläche der Ko- 35 stellten Abschnittes der Stranggießkokille,
kille abgewandten Seite eingebaut wird und die im Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in

Querschnitt nach Art einer Dchnungsschleife wirkt. Fig. 1,

Bei dieser bekannten Anordnung muß das Kühlrohr Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie4-4 in

mil Vorspannung, -J. h. mit Preßsitz in den Kanal in Fig. 2,

der Graphitkok i!!e eingesetzt werden. Außerdem ist 30 Fig. 5 und 6 schematisch Querschnitte durch einen die dadurch gebildete Elastizität von einer ganzen mit einem Kühlrohr ausgekleideten Kühlkanal bei Reihe von Faktoren wie fempe- itur, Kaltverfor- Raumtemperatur bzw. bei Beiriehuemperatur.
mungsgrad usw. abhängig, so daß die bei dieser be- Nach den Fig. I bis 4 besieht die StranggieQ-

kanntcn Anordnung zwischen dem eingesetzten Kühl- kokille aus zwei als massive Graphitblöcke 51 ausgelohr und der Wand des Kühlkanals auftretende Pres- 35 bildeten Halbteilen, die gegeneinander festgeklemmt lung und damit die auf den Graphitblock über- und in einem kastenförmigen Metallaufbau mit den tra^enc Spannung nur schwer auf das gewünschte Seitenplatten 52 und dem Socke« od angeordnet sind. Maß eingestellt werden kann. Außerdem haben ge- Die Stoßflächen 61 der beiden Graphitblöcke sind radc die Metalle, die eine günstige Wärmedurchgangs- plangeschliffen, so daß sie derart aneinanderliegen zahl aufweisen, z. B. Kupfer oder Silber, nur eine 40 und ein Heraussickern des geschmolzenen Metalls tclativ geringe elastische Verformbarkeit, so daß bc- aus dem Formhohlraum 97 verhindern,
teils nach relativ kurzer Zf^:t die federnde Pressung Die die Wandungen des Formhohlraumes 97 bil-

•ufhört, d. h., die bei Erwärmung eintretende star- dende Innenseite 96 ist plangeschliffen, so daß sie kcrc Einziehung der Ausgleichssicke wird bei ebene senkrechte Flächen bildet. Um den Formhohl-Abkühlung nicht mehr elastisch zurückgebildet. 15 raum herum sind Kühlrohranordnungen vorgesehen, m daß das Rohr dann mit Spiel in dem Kühl- die aus den Aulknrohren 85 und den Innenrohren kanal ist/t. 80 bestehen. Die Außenrohre werden durch mit

is ist die der Erfindung zugrunde liegende Auf- Silberlot angelötete Kupferkappen abgeschlossen, und falv, eine derartige Graphit-Stranggicßkokille der die gesamte Form ist mit in den Fig. I und 2 nicht «inuanjj. erwiihnten Art zu schaffen, bei der eine 50 dargestellten Deckplatten 94 abgedeckt.
ilels im wesentlichen plcichhlcihcndc Anpressung der Das geschmol/cnc Metall wird oben in den Form-

Kühlrohrc pcgcn die Wandflächc der KUHkunälc auch hohlraum 97 gegen die Wandungen 96 eingegossen, bei langer Betriebszeit sichergestellt ist. Gemäß der und der erstarrte langgestreckte Gußblock wird der I"rfin:liiii7 wird dies dadurch erreicht, d:iß die Kiiniilc Fcrm am unteren fride abgezogen. In die Innenrohre an der dom Fermlinhlraum abgekehrten Seite l.ämis- 55 80 wird am unteren Ende Kühlwasser eingeführt, das iHlcn aufweisen, in denen Druckleisten ninjresel/l in den Innenrohren nach oben und dann in dem zwisind, die an den gekrümmten Flächen der Kühlrohre »chcn den Innenrohren 80 und den \ußcnrohren 85 anliegen, und daß im Graphilblock eine Reihe von gebildeten Spalt nach unten strömt, wie in Fig.3 Qiicrbolirun^en vorgesehen ist, welche de ssen Außen- durch Pfeile angedeutet. Hiernach wird das Wasser seile mit den Nuten verbinden und in denen von 60 in einen nicht dargestellten Sammelbehälter ab· außen /iii'iih'jlichu Einslclleinrichuingen vorgesehen geleitet.

sind, welche »her die Druckleisten die Kühlrohre Der Gruphilblock SI ist λ\τ Aufnahme der Knie·

liegen die wurmen ,Seilen der Wände der Kanäle im rufanordnung mit einer Anzahl von gebohrten und Hia-idi des Formhohlraumcs nachgiebig anpressen. geräumten Kanälen 10 versehen. An der »kalten«.

Durch diese erfindun»sgciiiiiße Aiishildtmu wird 65 d.h. der von der Wundung96 des f'ormhohlraiinics uImi (lun.li die nachgiebig wirkende Minstcllcinrich· entfernten Seile sind rechteckige sich längs der Kühllim 1 ein Tciiiperalur- und Ik'triehsduuer* iimihhiin· kanüle IO erstreckende Nuten Il (Fig.4) Vor· gk-uhfüriiiigcr Druck auf dus RnIn ausgeübt, gesehen.

In die Kühlkanäle to sind die kreisrunden Außenrohre 85 eingesetzt, die in kaltem Zustand vorzugsweise ziemlich genau in die Kanäle hineinpassen. Aus den noch zu nennenden Gründen ist jedoch die Festigkeit des Sitzes in kaltem Zustand nicht allzu wichtig.

Die Innenrohre 86 weisen einen ovalen Querschnitt auf sowie zwei angeschweißte obere Abstandsstücke 12 und zwei untere Abstandsstücke 13. Es genügt, wenn die Innenrohre 80 und die Abstandsstücke 12, 13 lose in den Außenrohren 85 sitzen.

In die Nuten 11 sind Druckleisten 14 eingesetzt, die sich längs der Rohre 85 erstrecken und auf einem Sockel 60 ruhen, d«r einen Teil des die Gießform tragenden kastenförmigen Auf baus bildet. Die Drucklebten 14 weisen gekrümmte Auflageflächen 15 auf, die sich vorzugsweise eng an die Außenrohre 85 anschmiegen. Die Druckleisten 14 sitzen lose in den betreffenden Nuten und sind unter der Einwirkung von Druckfedern 16 bewegbar. Auf diese Weise werden die Außenrohre 85 elastisch in enge Berührung mit den »heißen« Seiten der Kanäle 10 der Seite des Formhohlraumes 96 verformt.

Die Schrauben-Druckfedem 16 sind durch Stellschrauben 17 gehalten. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind für jedes Rohr 85 vier Stellschrauben 17 und vier Federn 16 vorgesehen. Für jede Federanordnung ist durch den Graphitblock 51 und erforderlichenfalls auch durch die Platte 52 ein Loch gebohrt. Jedes Loch besteht aus einer Innenbohrung IP mit verkleinertem Durchmesser zur Aufnahme der Feder 16 und aus einer Gewindebohrung 19 mit einem größeren Durchmesser zur Aufnahme der Schrauben 17. Die Stellschraube 17 ist mit einem Kopf für den Ansatz eines Schraubenschlüssels besonderer Ausführung sowie mit einem abgesetzten Zapfen 20, der in die Feder 16 hineinpaßt, versehen. Der Druck der Außenrohre 85 gegen die »heiße« Seite der Kanäle 10 wird durch Drehen der Stellschraube 17 einscstellt.

Die Außenrohre 85 werden vorzugsweise aus Silber hergestellt. Für diesen Zweck kann 99,9°/oiges Feinsilber oder Stcrlingsilber mit einem Gehalt von 92,5%) Silber und Rest Kupfer verwendet werden. Die Stellschrauben 17, die Federn 16 dnd die Druckleisten 14 körnen aus nichtrostendem Stahl bestehen. Die Innenrohre 80 und die Abstandsstücke 12, 13 können aus Kupfer hergestellt werden.

Die obengenannten Teile können im allgemeinen aus allen Metallen hergestellt werden, die die erfoidcrlichen mechanischen Eigenschaften aufweisen und bei den Betriebsbedingungen nicht korrodieren. Für die Außenrohrc ist Silber vorzuziehen, da es eine gute Wärmeleitfähigkeit hat und an der »heißen« Seite korrosionsfest ist, an der die Wärmcleitfahigkeit an der Zwischcnflächc zwischen Rr.hr und Graphit höchst wichtig ist.

Die Innenrohre 80 und die Abstandsstücke 12,13 sitzen so locker 'n den Außenrohren 83, so daß sie an dem Wider* .and der Außcnrohre05 gegen den von den Federn 16 ausgeübten vcrformcndcn Druck oder an einet Expansion der Außenrohre nicht beteiligt sind.

Die Außenrohrc 85 sind elastisch, d. h. sie nehmen nach einer Verformung und nach Aufhellung des verfdrmendcn Druckes ihre ursprüngliche Form wieder an. Durch die Expansion bei den Betricbstenipenitiircn wird das Rohr nicht über die Elastizität*· grenze hinaus beansprucht. Diese Festigkeit wird trau Überhitzung für lange Zeit beibehalien.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen den Sitz des Außenrohres 85 in» Kanal des Graphitblockes in kaltem

Zustand und bei Betriebsbedingungen in Abhängigkeit von dem ursprünglichen Sitz des Rohres im Kanal. Diese Figuren sollen die theoretische Fähigkeit der Außenrohre erläutern, ungeachtet deren ursprünglichen Abmessungen bei den Bctriebsbe-

ίο dingungen einen ausgezeichneten Wärmeübertragungskontakt mit der Wandung der Bohrung aufrechtzuerhalten.

Sitzt das Außenrohr z. B. einigermaßen genau in dem Kanal, oder es weist in kaltem Zustand etwas Spiel auf, so kann es in kaltem Zustand etwa die in der F i g. 4 dargestellte Lage einnehmen, wenn es dem Druck der Federn 16 ausgesetzt ist. Wie aus der F i g. 4 zu ersehen ist, weist die kalte Seite des Rohres einen kleinen Abstand ν λ der kalten Seite der Boh-

ai) rung auf. Wenn das Rohr mit dem Ansteigen der Temperatur im Betrieb sich ausdehnt, so vergrößert sich die Berührungsfläche des Rohres mit dem Kanal, wobei das Rohr etwa die in der F i g. 5 dargestellte Lage einnimmt. Bei der Ausdehnung des Rohres

aj erhöht sich auch der Kontaktdruck mit der Wandung des Kanals.

Als weiteres Beispiel sei angeführt, daß das Rohr, wenn es in kaltem Zustand eine ausreichende Übergröße aufweist, in kaltem Zustand etwa die in der Fig. 5 dargestellte Lage unter dem Druck der Federn 16 einnehmen kann. Wie aus der F i g. 5 zu ersehen ist, berührt das Rohr den Kanal an allen Seiten. Steigt die Temperatur im Betrieb an, so kann das Rohr sich in die Nute 11 hinein ausdehnen oder ausbauchen und nimmt dann etwa die in der F i g. 6 dargestellte Lage ein. Bei der Ausdehnung des Rohres erhöht sich auch der Kontaktdruck mit der Wandung des Kanals.

Die Wandungen der Außenrohre sind ungeachtet

.|o des ursprünglichen Sitzes in allen Fällen elastisch und genügend kräftig, um einen Druck gegen die glatten Flächen der Kanäle ausüben zu können, wodurch die Wärmeübertragung gefördert wird. Mit dem Ansteigen der Temperatur dehnen sich die Rohre mehr aus als der Graphit. Die Rohre halten den Wärmeübertragungskontakt mit dem Graphilblock aufrecht. Die Abstützglieder und die zusätzlich vorgesehenen Federn ermöglichen eine Bewegung der Rohrwandungen in bezug auf die giatten Flächen der Kanäle, so daß der auf den Graphitblock bei der thermischen Ausdehnung der Rohre ausgeübte Druck aufgehoben wird.

In jedem Falle ermöglichen die Stellschrauben 17 eine Einstellung des auf die Aiißcnrchrc 85 ausgeübten Druckes durch eine Bedienungsperson, so daß immer ein guter Kontakt /wischen den Rohren und den Wandungen der Bohrungen aufrechterhalten bleibt.

Sollten die Außenrohrc einen Teil ihrer Festigkeit infolge Überhitzung oder aus anderen Ursachen verlieren und eins neue Form annehmen, so können die Stellschrauben 17 weiter eingeschraubt werden mil der Folge, daß die Federn 16 stärker zusammenge· drückt werden und die heißen Seiten der Rohre gegen die heißen Seiten der Bohrungswandung pressen.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung ist darin /ti sehen, daß bei dem ursprünglichen Sit<r des Außenroh res im Kühlkanal ein größeres Spiel zulässig ist.

so daß die Rohre nach dem Einsetzen in den Graphitblock verhältnismäßig locker sitzen, wenn gewünscht. Das Silberrohr weist gegenüber einem Kupferrohr den Vorzug auf, daß es an der heißen Seite frei von nachteiliger Korrosion ist, an der die Aufrechterhai· tung der Wärmeströmung höchst wichtig ist. Der kreisrunde Querschnitt des Rohres und die ununterbrochene Abstützung durch die Formwandung und die Druckleiste verhindern ein Eindrücken der Rohre bei dem von den Federn ausgeübten Druck to

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Stranggießkokille mit Graphitblock, welcher einen Hohlraum mit einer offenen Eingußscite und einer gegenüberliegenden offenen Abziehseile für das erstarrte Metall aufweist, wobei der Graphitblock um den Formhohlraum verteilt liegende Kanäle aufweist und in den Kanälen Kühlrohre nachgiebig verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (10) an « der dem Formhohlraum (97) abgekehrten Seite Längsnuten (11) aufweisen, in denen Druckleisten (14) eingesetzt sind, die an den gekrümmten Flächen der Kühlrohre (85) anliegen, und daß im Graphitblock (51) eine Reihe von Querbohrungen as (18, 19) vorgesehen ist, welche dessen Außenseite mit den Nuten verbinden und in diesen von außen zugängliche Einstelleinrichtungen (16, 17) vorgesehen sind, welche über die Druckleisten (14) die Kühlrohre (85) gegen die warmen Seiten dei Wände der Kanäle im Bereich des Formhohlraumes nachgiebig anpressen.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Querbohrunger angeordneten Einstelleinrichtungen aus in die Bohrungen eingeschraubten Stellschrauben (17 und aus Federn (16) bestehen, die zwischen der Stellschrauben und den Druckleisten (14) ange ordnet sind.

3. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurcl gekennzeichnet, daß die Kanäle einen runder Querschnitt aufweisen.

4. Stranggießkokille nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleisten (14) ge krümmte Flächen (15) aufweisen, die an den ge krümmten Flächen der Kühlrohre (85) anliegen

5. Stranggießkokille nach Anspruch 1, mi äußeren und durch Abstandsglieder an dei äußeren Kühlrohren abgestützten inneren Kühl rohren in den Kühlkanälen, dadurch gekcnnzeich net, daß die äußeren Kühlrohre (85) einen kreis runden und die inneren Rohre (80) einen ovalei Querschnitt aufweisen und daß die zwischen dei inneren und den äußeren Rohren .ingeordnetei Abstandsglieder (12) an den inneren Rohren (80 in einer die kurze Achse des ovalen Querschnitt aufnehmenden Längsebens anliegen, die auf dei Formhohlraum (97) zu gerichtet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen