DE1458168C

DE1458168C - Continuous casting mold with different thermal conductivity

Info

Publication number: DE1458168C
Authority: DE
Inventors: Hans 4100 Duisburg Schrewe
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Publication date: 1972-01-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille mit unterschiedlichem Wärmeleitvermögen für Stahlbrammen. The invention relates to a continuous casting mold with different thermal conductivity for steel slabs.

Für das Stranggießen von insbesondere hochschmelzenden Metallen ist es bekannt, Kokillen zu verwenden, die durch besondere Ausbildung der formgebenden Teile eine unterschiedliche Kühlwirkung auf das Gußmaterial hervorrufen. So ist es beispielsweise aus der österreichischen Patentschrift 181 379 bekannt, eine flüssigkeitsgekühlte Kokille so auszubilden, daß ihre Wandstärke in der Zone beginnender Erstarrung, also im oberen Kokillendrittel, am geringsten ist und zum Strangaustrittsende stetig oder stufenweise zunimmt. Die gleiche Kühlwirkung wird durch eine in der österreichischen Patentschrift 176 314 beschriebene Kokille hervorgerufen, deren unterer Kokillenteil mit einer oder mehreren Schichten aus einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit als derjenigen des eigentlichen Kokillenmaterials aufgetragen ist.For the continuous casting of refractory metals in particular, it is known to use molds use that have a different cooling effect due to the special design of the shaping parts on the casting material. It is for example from the Austrian patent specification 181 379 known to design a liquid-cooled mold so that its wall thickness begins in the zone Solidification, i.e. in the upper third of the mold, is lowest and steady towards the strand exit end or increases gradually. The same cooling effect is achieved by one in the Austrian patent 176 314 described mold, the lower mold part with one or more layers made of a material with a lower thermal conductivity than that of the actual mold material is applied.

Für das Vergießen von Leichtmetallen ist es ferner aus der deutschen Patentschrift 900 861 bekannt, ebenfalls die Kokille in zwei Zonen unterschiedlicher Kühlintensität zu unterteilen. Nach dieser Patentschrift soll im Gegensatz zu den obenerwähnten Kokillenalisführungen der obere Kokillenteil mit einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit und der untere Kokillenteil mit einem Material höherer Wärmeleitfähigkiet ausgestattet werden. Die Ausbildung einer derartigen Kokille hat zum Ziel, schon in der Kokille einen durchgehend erstarrten Strang zu erzeugen.For the casting of light metals, it is also known from German patent specification 900 861, also to divide the mold into two zones of different cooling intensity. According to this patent specification in contrast to the above-mentioned mold guides, the upper mold part should also be included a material with lower thermal conductivity and the lower mold part with a material higher Thermal conductivity can be equipped. The aim of forming such a mold is already in to produce a continuously solidified strand of the mold.

Beim Stranggießen von hochschmelzenden Metallen, insbesondere Eisen und Stahl, in Brammenformaten hat sich herausgestellt, daß die hierbei auftretenden Kühlprobleme mit den herkömmlichen Kokillenkonstruktionen nicht zu bewältigen sind, besonders, wenn die Breite der Bramme 800 mm überschreitet. Sie lassen sich auch nicht einwandfrei beseitigen, wenn nur an den Kokillenschmalseiten Wärmeisolierungen angeordnet sind, nicht aber an den Kokillenbreitseiten (Herrmann, S. 229, Bild 775).In the continuous casting of refractory metals, especially iron and steel, in slab formats has been found that the cooling problems that occur with the conventional Mold constructions are not manageable, especially if the width of the slab exceeds 800 mm. They cannot be eliminated properly either, if only on the narrow sides of the mold Thermal insulation are arranged, but not on the broad sides of the mold (Herrmann, p. 229, Fig 775).

Für die Wärmeabfuhr ergeben sich in einer Stranggießkokille unterschiedliche Werte, auch wenn die Kokillenwandung einen einheitlichen Wärmewiderstand besitzt, weil beim Berühren der Schmelze mit der Kokillenwand eine starke Kühlung stattfindet, welche den Strang zunächst schrumpfen läßt, was ein Abheben der Strangschale von der Kokille zur Folge hat. Nach der Schrumpfung erfolgt ein Wiedererwärmen der Strangschale aus dem Inneren des Stranges heraus, das den Strang wieder zum Anliegen an die Kokillenwand bringt. Dieser dauernde Wechsel der Schrumpfungsverhältnisse ist dem Strang jedoch nicht zuträglich.There are different values for heat dissipation in a continuous casting mold, even if the mold wall has a uniform thermal resistance, because when the melt comes into contact with the mold wall, strong cooling takes place, which initially causes the strand to shrink, which causes the strand shell to lift off the mold has. After the shrinkage, the strand shell is reheated from the inside of the strand, which brings the strand back to rest against the mold wall. However, this constant change in the shrinkage ratios is not beneficial to the strand.

Die nachfolgend beschriebene Erfindung basiert auf einer Reihe neuer Erkenntnisse über die Wärmeabfuhr, die der Strang innerhalb der Kokille erfährt. The invention described below is based on a number of new findings about the heat dissipation that the strand undergoes within the mold.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießkokille derart auszubilden, daß die von der Kokille ausgeübte Wärmeabfuhr den zwischen ihr und dem Strang entstehenden Schrumpfspalt in solcher Weise beeinflußt, daß das Schrumpfen des Stranges — in Querrichtung gemessen — über die gesamte Länge der Kokille möglichst stetig erfolgt, so daß das bisher beobachtete meist mehrfache Anliegen und Wiederabheben der Strangoberfläche an die bzw. von der Kokillenwand vermieden wird. The invention is based on the object of designing a continuous casting mold in such a way that the heat dissipation exerted by the mold influences the shrinkage gap between it and the strand in such a way that the shrinkage of the strand - measured in the transverse direction - is as constant as possible over the entire length of the mold takes place, so that the previously observed mostly multiple contact and lifting of the strand surface on or from the mold wall is avoided.

Erfindungsgemäß wird daher bei einer eingangs genannten Stranggießkokille vorgeschlagen, daß der Wärniewiderstand der Kokillenbreitseiten im Gießspiegelbereich mindestens das l,5fache des Wärmewiderstandes der Kokillenwand im unteren und oberen Bereich der Kokille beträgt.According to the invention it is therefore proposed in a continuous casting mold mentioned at the outset that the The thermal resistance of the broad sides of the mold in the meniscus area is at least 1.5 times the thermal resistance the mold wall is in the lower and upper area of the mold.

Durch solche Kokillen wird über die AusbildungSuch molds are used for training

ίο des Schruinpfspaltes eine im wesentlichen gleiche Wärmeabfuhr und damit eine gleichmäßige Strangschrumpfung über die Breitseiten des Brammenstranges innerhalb der Kokille erreicht.ίο of the scrub gap is essentially the same Heat dissipation and thus uniform strand shrinkage over the broad sides of the slab strand reached within the mold.

Die Verhältnisse sind an einem Beispiel näher erläutert. Die F i g. 1 und 2 zeigen Längsschnitte durch die Breitseiten einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brammenkokille.The relationships are explained in more detail using an example. The F i g. 1 and 2 show longitudinal sections through the broad sides of a slab mold designed according to the invention.

Die von außen gekühlte Wandung der Kokille ist mit 6 bezeichnet. Der in ihr erzeugte Gußstrang ist in einer dünnen Randschicht 2 erstarrt, während der größte Teil noch flüssig ist. Der Badspiegel des Gußstranges ist mit 4 bezeichnet, während 4' und 4" die durch den Kokillenhub verursachte relative Höchstbzw. Tiefstlage des Badspiegels kennzeichnen.The wall of the mold that is cooled from the outside is denoted by 6. The cast strand produced in it is in a thin surface layer 2 solidifies, while the largest part is still liquid. The bathroom mirror of the cast strand is denoted by 4, while 4 'and 4 "the relative Höchstbzw caused by the Kokillenhub. Mark the lowest point of the bath level.

Im Bereich des Gießspiegels und darunter ist die Wand mit einem erhöhten Wärmewiderstand versehen. Diese Erhöhung des Wärmewiderstandes kann durch einfache Verstärkung 7 der Wanddicke als auch durch Auftragsschweißen, Aufspritzen, -galvanisieren oder -plattieren eines anderen Werkstoffes höheren Wärmewiderstandes auf die Wand oder in Ausnehmungen der Wand (Fig. 2) erreicht werden. Bei einer Gesamtkokillenlänge von z. B. 700 mm kann der Bereich der Verstärkung in Abhängigkeit von der Gießgeschwindigkeit 70 bis 350 mm betragen, wobei die größeren Maßangaben den höheren Gießgeschwindigkeiten zugeordnet sind. Daran anschließend wird der Wärmewiderstand im unteren Teil 6 wieder auf den der üblichen Wandstärke zurückgeführt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kokille wird erreicht, daß die erstarrte Randschicht 2 im Bereich der verstärkten Kokillenwand 7 praktisch die gleiche Wärmemenge an die Kokille abgibt wie im unteren Teil, dadurch zum dauernden Anliegen an die Kokillenwand gebracht wird und der Aufbau von unterschiedlichen Spannungen in der Strangschale vermieden wird. Erst im unteren Kokillenbereich erfolgt die allmähliche Ausbildung des Schrumpfspaltes 8, wobei der Schrumpfspalt verkleinert ist und damit die Wärmeabgabe an die Kokillenwand auch im unteren Bereich so groß wie im Gießspiegelbereich wird. Durch die Abstimmung der Wandstärken und über die Beeinflussung des Schrumpfspaltes wird über die Kokillenlänge eine im wesentlichen gleichbleibende Wärmeabfuhr erreicht. Diese Maßnahmen ergeben rißfreie Brammenstränge. F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Kokillenausbildung nach Fig. 1. Die Kokillenwand 9 ist im Bereich des Gießspiegels und dar- unter mit einer Aussparung versehen, welche mit einem Werkstoff höheren Wärmewiderstandes 10 ausgefüllt ist. Für die Erfindung ist es dabei unwesentlich, ob die Breitseiten der Brammenkokille aus einem einheitlichen Kokillenwerkstoff bestehen oder ob die mit dem Schmelzgut in Berührung stehende Seite der Kokillenwand mit einem verschleißfesten Überzugswerkstoff 11, beispielsweise Chrom, Molybdän od. dgl. versehen ist. In the area of the meniscus and below, the wall is provided with an increased thermal resistance. This increase in thermal resistance can be achieved by simple reinforcement 7 of the wall thickness as well as by surfacing, spraying, electroplating or plating another material with a higher thermal resistance on the wall or in recesses in the wall (FIG. 2). With a total mold length of z. B. 700 mm, the range of reinforcement depending on the casting speed can be 70 to 350 mm, the larger dimensions being assigned to the higher casting speeds. Subsequently, the thermal resistance in the lower part 6 is reduced to that of the usual wall thickness. The inventive design of the mold ensures that the solidified edge layer 2 in the area of the reinforced mold wall 7 gives off practically the same amount of heat to the mold as in the lower part Strand shell is avoided. Only in the lower mold area does the shrinking gap 8 gradually develop, the shrinkage gap being reduced and thus the heat dissipation to the mold wall also in the lower area becoming as great as in the meniscus area. By coordinating the wall thicknesses and influencing the shrinkage gap, an essentially constant heat dissipation is achieved over the length of the mold. These measures result in crack-free slab strands. F i g. 2 shows a modification of Kokillenausbildung invention according to FIG. 1. The mold wall 9 is provided in the region of the meniscus and below, with a recess with a material which higher heat resistance is filled 10th For the invention it is immaterial whether the broad sides of the slab mold consist of a uniform mold material or whether the side of the mold wall in contact with the melt material is provided with a wear-resistant coating material 11, for example chromium, molybdenum or the like.

Claims

44th

Patent claim · characterized in that the thermal resistance

the broad sides of the mold in the meniscus area at least 1.5 times the thermal resistance

Continuous casting mold with different war- the mold wall in the lower and upper

conductivity for steel slabs, which means that the mold is 5 rich.

1 sheet of drawings