DE1508922A1

DE1508922A1 - Continuous casting mold

Info

Publication number: DE1508922A1
Application number: DE19661508922
Authority: DE
Inventors: Erik Olsson
Original assignee: ERIK OLSSON AG
Current assignee: ERIK OLSSON AG
Priority date: 1965-08-17
Filing date: 1966-08-13
Publication date: 1969-11-13
Also published as: DK112966B; BE685597A; SE308578B

Description

BE 10'BE 10 ' 031031

Erik OlBSon AG. ,. Zurich Erik OlBSon AG . ,. Zurich

(Schweiz)(Switzerland)

StranggusskokilleContinuous casting mold Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stranggusskokille.The present invention relates to a continuous casting mold.

In der Längsrichtung verlaufende Oberflächenrisse, welche in der Nähe einer oder mehrerer Ecken auftreten, sind ein kennzeichnender fehler beim Stranggiessen von Metallen, Die mit der Temperatursenkung in Verbindung stehende Schrumpfung führt zu einer Verkleinerung des Umfanges der Stranghaut mit der Tendenz, einen Spalt zwischen Strangwand und Kokille zu bilden. Wegen des in Inneren wirkenden ferroetatiechen Druckes und der noch relativ nachgiebigen Stranghaut baucht sich diese gegen die Kokillenwand aus. DeshalbSurface cracks running in the longitudinal direction, which occur in the vicinity of one or more corners are a distinctive defect in the continuous casting of metals, The shrinkage associated with the decrease in temperature leads to a reduction in the size of the Strand skin with a tendency to form a gap between the strand wall and the mold. Because of the ferro-acetate pressure acting on the inside and the still relatively flexible strand skin, it bulges out against the mold wall. That's why

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"bleiben beim Giesnen von Vierkant-Profilen die KnüppeloeLten mit den gekühlten Kokillenwänden langer in Berührung als die Eckpartien. Wird der Strang aus irgendeinem Grund in die eine oder andere Richtung, z.B. gegen eine Ecke gedrückt, do wird sich, infolge der Schrumpfung, der Spalt in der weggedrückten. Ecke weiter oben in der Kokille bilden, d.h. früher als bei den übrigen Teilen des Umfanges. Die Spaltbreite und die Spaltdicke werden gleichfalls grosser. Die vom inneren ferro- ^ statischen Druck in der Stranghaut verursachte Beanspruchung wird mit zunehmender Länge der freitragenden Partie grosser. Sobald der Kontakt zwischen Strang und Kokillenwand nicht mehr gewährleistet ist, wird der zwischen diesen beiden Teilen stattfindende Wärmeübergang ausserdem erheblich reduziert und durch eine eventuelle Wiedererwärmung der Stranghaut von innen tritt eine beträchtliche Verminderung von deren Festigkeit ein."The billet oil remains when casting square profiles longer in contact with the cooled mold walls than the corner sections. Will the strand fall into the one for some reason or in another direction, e.g. pressed against a corner, because of the shrinkage, the gap in the one pressed away will open. Form the corner further up in the mold, i.e. earlier than with the other parts of the circumference. The gap width and the Gap thicknesses also become greater. The stress caused by the internal ferro- static pressure in the skin of the cord becomes larger with increasing length of the self-supporting part. As soon as there is no contact between the strand and the mold wall is more guaranteed, the heat transfer taking place between these two parts is also significantly reduced and a possible rewarming of the skin from the inside results in a considerable reduction of their strength.

Produkte mit grossen Eckenradien und mit nach aussen gewölbten W Seiten müssen, als Folge des vorgängig Erwähnten, mit einer langsameren Geschwindigkeit gegossen werden ala Produkte mit verhältnismässig kleinen Eckenradien und mit flachen oder sogar nach innen gewölbten Seiten. Ein Material mit runder Querschnittform muss aus den gleichen Gründen relativ lang sam gegossen werden, weil hierbei die Stranghaut Zugbeanspruchungen ausgesetzt wird, sobald die eintretende Schrumpfung den Kontakt zwischen Strang- und Kokillenwand aufhebt. DerProducts with large corner radii and with outwardly curved W sides must, as a consequence of the aforementioned, be poured at a slower speed than products with relatively small corner radii and with flat or even inwardly curved sides. A material with a round cross-sectional shape must be cast relatively slowly for the same reasons , because the strand skin is exposed to tensile loads as soon as the shrinkage that occurs removes the contact between the strand and mold walls. Of the

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Kontakt bleibt nur dann aufrechterhalten, wenn die Schrumpfung durch eine Dehnung der Stranghaut kompensiert wird. Bei einem einseitigen Anliegen werden die Beanspruchungen auf dew freitragenden Umfangsteil einen runden Querschnittes grosser als bei den freitragenden Ecken eines vergleichbaren vierkantigen Querschnittes.Contact is only maintained if the shrinkage is compensated for by stretching the skin of the cord. at a one-sided concern, the stresses on the self-supporting peripheral part of a round cross-section larger than the cantilevered corners of a comparable one square cross-section.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einor Kokille, wo!ehe die vorgenannten Nachteile vermeidet und da- ^ n:i t eine vergleichsweise höhere Giessgenchwindigkeit zu-1üsst. The present invention now seeks to provide einor mold, where before the above-mentioned disadvantages are avoided and data ^ n: i t a comparatively higher Giessgenchwindigkeit to-1üsst.

Die erfindungsgemässe Stranggusskokillc zeichnet sich dadurch aus, dass die Wandung des Kokillenhohlraumes zwecks Zentrierung des sich darin verfestigenden Stranges mindestens eine, in Giessrichtung verlaufende Rippe oder Nute aufweist.The continuous casting mold according to the invention is characterized by this from that the wall of the mold cavity for the purpose of centering the strand solidifying therein at least has a rib or groove running in the pouring direction.

Durch die Zentrierung des Stranges in der Kokille wird dieser gleichmässiger abgekühlt; die Stranghaut wird damit % gleichmässiger verfestigt und es ist ein störungsfreier Betrieb auch bei grosser Giessgeschwindigkeit möglich.By centering the strand in the mold, it is cooled more evenly; the strand skin is thus solidified% more evenly and trouble-free operation is possible even at high casting speeds.

In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Aunführungsformen der erfindungsgemässen Stranggusskokille dargestellt. Es zeigen:In the drawing there are several exemplary embodiments the continuous casting mold according to the invention shown. Show it:

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Fii;. 1 eine Stranggusskokille bekannter Art mit abgegossenem Strang im Querschnitt, Fii ;. 1 a continuous casting mold of a known type with a cast strand in cross section,

Fig. 2-5 Ausführungsbeispiele von erl'indungsgemässen2-5 exemplary embodiments of the invention

Stranggusskokillen in Fig. 1 entsprechender Darstellung, undContinuous casting molds in Fig. 1 corresponding representation, and

Fig. 6 und 7 Strangprofile im Querschnitt, die mit erfindungsgemässen Kokillen hergestellt wurden.Fig. 6 and 7 extruded profiles in cross section, which with inventive Molds were made.

* In Fig. 1 ist das asymmetrische Anliegen der Strangseiten gegen die Kokillenwände dargestellt. Es kann beispielsweise von einer zu Verdrehung oder Biegung führenden ungleichmäüsigen Kühlung des Stranges nach dessen Austritt aus der Kokille, oder von einer nicht korrekt auf die Strangführung eingerichteten Kokille oder von einer fehlerhaften (z.B. gekrümmten) Kokille verursacht werden. In der Oeffnung der Kokille 1 befindet sich der Strang, der aus der Stranghaut und dem noch flüssigen Kern 3 besteht, der versucht, die* In Fig. 1, the asymmetrical application of the strand sides against the mold walls is shown. It can be caused, for example, by uneven cooling of the strand after its exit from the mold, leading to twisting or bending, or by a mold that is not correctly set up on the strand guide or by a faulty (eg curved) mold. In the opening of the mold 1 is the strand, which consists of the strand skin and the still liquid core 3, which tries to

* Stranghaut 2 auszubauchen. Einer äusseren Krafteinwirkung zufolge wird der Strang gezwungen, in der Gegend um und in der Ecke 4 anzuliegen, während sich in den Ecken 5, 6 und ein luftspalt gebildet hat. Als Folge des einseitigen Anliegens gegen die Ecke 4 und der dadurch verursachten einseitigen Schrumpfung ist in der gegenüberliegenden Ecke 6 ein grösserer und breiterer Spalt entstanden. Auf Grund des ferrostatischen Druckes wird ein Teil der Strangseiten, welche zusammen die Ecke 6 bilden, gegen die Kokillenwand * Bulge skin 2. As a result of an external force, the strand is forced to rest in the area around and in corner 4, while an air gap has formed in corners 5, 6 and. As a result of the one-sided contact against the corner 4 and the resulting one-sided shrinkage, a larger and wider gap has arisen in the opposite corner 6. Due to the ferrostatic pressure, some of the strand sides, which together form the corner 6 , are against the mold wall

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nach aussen gepresst. Ist die Ausziehgeschwindigkeit so gross, dass der vom Luftspalt behinderte Wärmeübergang nicht genügt, um die notwendige Festigkeit der Stranghaut zu gewährleisten, so dehnt sich die Stranghaut, bis sie an der Kokillenwand wieder Unterstützung findet, vorausgesetzt, dass die Materialplastizität dies zulässt. Wenn dies nicht der Fall ist, entsteht dort, wo die grössten Beanspruchungen auftreten, gewöhnlicherweise bei 9, ein Riss. Es ist bekannt, dass sich nicht nur die Materialfestigkeit mit steigender Temperatur stark vermindert, sondern dass auch die Plastizität in der Nähe des Schmelzpunktes schnell absinkt. Bei gewissen Metallen ist die Festigkeit unter den gegebenen Temperaturbedingungen in der Kokille vielleicht nur ein Bruchteil derjenigen bei Raumtemperaturen. Die Berechnung der Beanspruchungen, welche in den Ecken auftreten können, lassen vermuten, dass die obgenannten Riesbildungen in gewissen Fällen theoretisch schon 50 - 150 mm unter dem Giessspiegel in der Kokille entstehen können, auch wenn ein symmetrisches Anliegen vorausgesetzt wird.pressed outwards. Is the extraction speed so high that the heat transfer hindered by the air gap is not enough to ensure the necessary strength of the skin, the skin expands until it is the mold wall finds support again, provided that the material plasticity allows this. if this is not the case, where the greatest stresses occur, usually at 9, a Crack. It is known that not only does the material strength decrease significantly with increasing temperature, but that the plasticity also drops rapidly near the melting point. With certain metals it is Strength under the given temperature conditions in the mold is perhaps only a fraction of that at Room temperatures. The calculation of the stresses that can occur in the corners suggests that the above-mentioned reams in certain cases theoretically already 50 - 150 mm below the pouring level in the mold can arise, even if a symmetrical concern is assumed.

Tritt ein solcher Bruch ein, so können die "Wundkanten" bio weilen erneut Kontakt mit der Kokillenwand erreichen, bevor die Schmelze ausbricht und im wesentlichen den Spalt ausgefüllt hat. Ein Ausbrechen der Schmelze wird dadurch verhindert, dass die Innenseiten der Bruchstelle zusammengepresstIf such a break occurs, the "wound edges" can once again come into contact with the mold wall before the melt breaks out and has essentially filled the gap. This prevents the melt from breaking out, that the insides of the fracture point are pressed together

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werden und unter Einwirkung der Kühlung verwachsen. Ein offener, in der Längsrichtung des otranges verlaufender Riss bleibt jedoch sichtbar. Die Schmelze kann aber auch ausbrechen, den Riss ausfüllen und erstarren. Gewöhnlicherweise ist diese Narbe als Erhöhung auf der Strangoberfläche mit blossem Auge deutlich sichtbar. In jedem Fall bilden solche Risse schwache Stellen in der Stranghaut und können zu neuen Rissen führen, welche eine erfolgreiche Durchführung des Giessens gefährden können. Wenn der Strang die Kokille verlassen hat und demzufolge von deren Wänden nicht mehr gestützt wird, kann, als Folge des stetig steigenden ferrostatischen Druckes und möglicherweise im Zusammenhang mit neuen Beanspruchungen, welche durch eine intensive, vielleicht gerade in dienern Bereich ungleichmässige Kühlung durch die direkte Wasserbesprühung, verursacht wird, die Schmelze durch die Stranghaut ausbrechen, was immer einen Giessabbruch zur Folge hat.and grow together under the influence of cooling. An open one that runs in the longitudinal direction of the otrange However, the crack remains visible. However, the melt can also break out, fill the crack and solidify. Usually this scar is clearly visible to the naked eye as an elevation on the strand surface. In each In this case, such cracks form weak spots in the skin of the cord and can lead to new cracks, which can lead to a successful one May endanger the implementation of the pouring. When the strand has left the mold and consequently from whose walls are no longer supported, as a result of the steadily increasing ferrostatic pressure and possibly in connection with new demands, which are caused by an intensive, perhaps just in serving Uneven cooling area due to direct water spray, caused, the melt break out through the strand skin, which always results in a termination of the casting.

Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen zwei Ausführungsformen von erfindungsgemässen Kokillen. Fig. 2 zeigt, wie die Kokillenwände mit längsverlaufenden Erhöhungen 10 versehen sind, welche von dem der Kokille zugeführten flüssigen Metall umgeben werden. Die rasch sich bildende Stranghaut erhält somit eine entsprechende Rille, wodurch der Strang in der Kokillenöffnung in Querrichtung zentriert und in Längsrichtung geführt wird. Die nachteiligen AuswirkungenFIGS. 2 and 3 illustrate two embodiments of molds according to the invention. Fig. 2 shows how the Mold walls are provided with longitudinal elevations 10, which from the liquid supplied to the mold Be surrounded by metal. The skin of the cord, which forms quickly, is thus given a corresponding groove, whereby the cord is centered in the mold opening in the transverse direction and guided in the longitudinal direction. The adverse effects

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\^rOii Kräften, din in Querrichtung auf den Strang einwirken und ein ( Ln:;oi t.j.^ecj Anliegern in der Kokille verursachen können, worden vermieden. Die durch die Schrurnpfunr der Stranghaut hervorgerufene Spaltbildung wird demnach auf jeder Seite gleichmässig erfolgen, d.h. die Breite und die Länge den r.ieh in den Ecken bildenden Spalten bleiben i.n allen Ecken annähernd gleich und der Kontakt zwischen Strang und Kokille hört in allen Ecken _<3l eiohzoitig auf.\ ^R Oii forces din transversely to the strand to act and (Ln:;. Oi tj ^ ecj residents can cause in the mold, avoiding been represented by the Schrurnpfun r the strand skin caused gap formation is therefore carried out on each side equally, ie the width and length of the gaps forming right in the corners remain approximately the same in all corners, and the contact between the strand and the mold ceases to exist in all corners.

Die frühzeitige Bildung eines extrem grosr:en Hpaltes wirdThe early formation of an extremely large gap is

somit verliindert. M thus decreases. M.

Anstatt die Kokillenwände mit einer längsvorlaufenden Erhöhung su verschen, kann selbstverständlich mit einer Vertiefung, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, der gleiche Zweck erfüllt v/erden. Die längsverlaufende Vertiefung 11 wird selbstverständlich von der Schmelze ausgefüllt, welche beim schnellen Erstarren eine Führungsleiste auf dem gegossenen Strang bildet, wodurch die erstrebte Zentrierung zustande kommt.Instead of the mold walls with a longitudinal elevation su give away, of course, with a recess, as can be seen from Fig. 3, the same Purpose fulfilled. The longitudinal recess 11 is of course filled by the melt, which, when it solidifies rapidly, forms a guide strip on the cast Forms strand, whereby the desired centering comes about.

Beim Giessen von rundem Material, dessen Umfang als eine einzige ununterbrochene Seite betrachtet werden kann, sind mindestens drei Führungsnuten oder -Rippen erforderlich, um eine zufriedenstellende Zentrierung des Stranges erreichen zu können. Pig. 4 zeigt eine Kokille mit vier Führungen, von denen zwei als Erhöhungen 12 und zwei als Vertiefungen 13 ausgebildet sind. When casting round material, the circumference of which can be regarded as a single uninterrupted side, at least three guide grooves or ribs are required in order to achieve a satisfactory centering of the strand can. Pig. 4 shows a mold with four guides, two of which are designed as elevations 12 and two as depressions 13.

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In Fig. b ist cine Kokille mit elliptiochem Profil dargestellt, die drei FUhrungsnuten 12 aufweist, wobei diese am Umfang der Innenwandung etwa gleichmänoig verteilt cind.In FIG. B , a mold with an elliptiochemical profile is shown, which has three guide grooves 12, these being distributed approximately evenly on the circumference of the inner wall.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Stranggussprofile Bind in erfindungsgemäss ausgebildeten Kokillen hergestellt und weisen entsprechend den in den Kokillenwandungen vorgesehenen Nuten Rippen auf, die der Zentrierung des The continuous cast profiles Bind shown in FIGS. 6 and 7 are produced in molds designed according to the invention and, corresponding to the grooves provided in the mold walls, have ribs which the centering of the

^m Stranges in der Kokille dienten. Während bei dem einfacheren T-Profil nach Fig. 6 ein in der grössten ununterbrochenen Fläche vorgesehenes Führungselement ausreichen kann, ist im Doppel-T-Frofil gemäss Fig. 7 an der Aussenseite jedes T-Balkens ein solches Führungoelement durch eine nicht dargestellte FUhrungsnute in der Kokille gebildet worden. ^m strand in the mold were used. While in the simpler T-profile according to FIG. 6 a guide element provided in the largest uninterrupted area can be sufficient, in the double-T-profile according to FIG Mold has been formed.

Durch die eingangs beanstandete Möglichkeit eines unsymme- fc trischen Anliegens des Stranges in der Kokillenöffnung bei konventionellen Kokillen besteht eine Gefahr sowohl für die Qualität des gegossenen Produktes als auch für einen Giessabbruch infolge eines Durchbruches der Schmelze durch jene Risse, welche die Kokillenunterkante erreicht haben. Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken, wählt man bei bekannten Kokillen eine Giessgeschwindigkeit, welche bedeutend unter dem als optimal zu betrachtenden Wert liegt und Due to the initially objected possibility of asymmetrical contact of the strand in the mold opening in conventional molds, there is a risk both for the quality of the cast product and for interrupted casting as a result of the melt breaking through those cracks which have reached the lower edge of the mold. In order to counteract these disadvantages, a casting speed is selected in known molds which is significantly below the value to be considered optimal and

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der erreichbar sein könnte, wenn das Anliegen vollumfänglich gleichmässig wäre. Mit der vorliegenden Erfindung kann man demzufolge eine höhere Giesegeschwindigkeit erzielen, ohne dass die Gefahr für Rissbildung und Durchbruch grosser wird.who could be reached if the matter is fully addressed would be uniform. With the present invention you can therefore achieve a higher casting speed, without increasing the risk of cracks and breakthroughs.

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Claims

PatentansprücheClaims

1. Continuous casting mold, characterized in that the wall of the Kokillenhohlraumea for the purpose of centering the strand solidifying therein has at least one rib or groove extending in the casting direction.

2. casting die according to claim 1 with a square or rectangular cross-section Wk, characterized in that at least two walls are provided with a groove or rib.

3. Continuous casting mold according to claim 1 with a polygonal cross-section , characterized in that the grooves or ribs each run in the middle of a wall.

4- continuous casting mold according to claim 1 with Kr ice cross section, characterized in that at least three ribs or

"Grooves ahead of a hurry aind.

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