DE1508975A1

DE1508975A1 - Metal mold

Info

Publication number: DE1508975A1
Application number: DE19661508975
Authority: DE
Inventors: Voss Friedrich Karl
Original assignee: Schloemann AG
Current assignee: Schloemann AG
Priority date: 1966-10-22
Filing date: 1966-10-22
Publication date: 1970-01-22

Description

Firm * Sohlosaann JÜctlengesellsehaf t, Düsseldorf, St · in etr. 13th Metal casting mold

Die Erfindung besieht sich auf eine Metallgussform , insbesondere auf eine Durchlaufkokille für das Stranggiessen von Stahl.The invention relates to a metal mold, in particular on a continuous mold for the continuous casting of steel.

Bekanntlich ist bei einer derartigen Form Voraussetsung, dass durch sie in verhlltnlsmlssig kurser zelt genügend Mlrae abgeleitet werden kann, um wenigstens eine hinreichend starke, erstarrte Strangschale auszubilden. Die Form muss also aus einem Material bestehen, das eine hinreichend hohe Wlrmeleltflhigkeit besitzt. Dieser Forderung wird üblicherweise dadurch entsprochen, dass man die Kokillen aus Kupfer herstellt. Derartige Formen haben aber im Hinblick auf die Qualität des erzeugten Stranggutes und auf die Betriebewelse der gesamten Anlage auch mancherlei Nachteile, die im wesentlichen durch die spezifischen Materialeigenschaften be-As is well known, a prerequisite for such a form is that through them in relatively course tent enough Mlrae derived can be to form at least one sufficiently strong, solidified strand shell. The shape must therefore be made of one material exist that has a sufficiently high thermal capacity. This requirement is usually met by which makes molds from copper. However, such shapes have in terms of the quality of the extruded material produced and on the The operation of the entire system also includes various disadvantages, which are mainly due to the specific material properties.

ο stimmt sind. Da z.B. Kupfer von geringer Festigkeit 1st, könnenο are correct. Since, for example, copper is of low strength,

sich infolge der thermischen und mechanischen Beanspruchungen beimdue to the thermal and mechanical stresses

^ Gleesea bleibende Verwerfungen der Kokillenwand ausbilden. Als de«^ Gleesea form permanent faults in the mold wall. As de «

«n ren Folge kann es jedoch wiederum im Stranggut zu Bissen kommen.As a result, however, the strand material can again bite.

*>> Weiterhin unterliegen derartig· Kokillen, bedingt durch die werhtltaismlssig gering· Festigkeit der_RjfJj^_AJhre Herstellung verwen-* >> Furthermore, such molds, due to the low manufacturing strength of the _R jfJj ^ _A your production use

daten Metall·, ·1η«ηι starken Verschleiß·, so dass auch die Mas»h*ltigkeit des Stranggutes nach lingerer Benutsungsdauer einer Kokille nicht «ehr gewährleistet ist. Von wesentlicher Bedeutung x«t weiterhin die Oberf liehen spannung wischen deai Kokillensuiterial und des zu vergiessenden, flüssigen Netall. Wenn sich hieraus eine starke Haftung an der Innenwand der Kokille ergibt, können infolge der τοπ den Treiberrollen auf den erseugten Strang ausgeübten KrIfte, die bekanntlich eine Streckung la Bereich der plastischen Verfornbarkeit der Strangschale iur Folge haben, Risse und Durchbrüche auftretendata metal ·, · 1η «ηι heavy wear ·, so that also the mass of the extruded material is no longer guaranteed after a long period of use of a mold. Essential x «t continue to wipe the surface tension between the mold suite and the liquid netall to be cast. If this results in a results in strong adhesion to the inner wall of the mold, can as a result the forces exerted by the driver rollers on the sucked strand, which, as is known, result in an elongation in the area of plastic deformability of the strand shell, cracks and perforations appear

Man kann für die Herstellung der Kokille ein Metal1 verwenden, das eine erheblich grOssere Festigkeit besitst und den genannten Beanspruchungen somit auch besser widersteht. Eine speslfIsche Eigenschaft dieser Metalle 1st es jedoch, dass Ihre Wärmeleitfähigkeit wesentlich niedriger ist, so dass sum, vm das Verhlltnls der WIraeleitflhlgkeit sur Ifandatlrke in abkühlungstechnisch rertretbaren Grensen su halten« au£tdie Wandstlrke rerhlltnlsalssig dünn Machen anise. Hierdurch ergibt sich nicht nur ein erneuter Abfall in der Belastbarkeit, sondern auch eine Hein· weiterer konstruktiver BIabauschwierigkeiten. For the production of the mold, a metal can be used which has a considerably greater strength and is therefore also better able to withstand the stresses mentioned. A special property of these metals, however, is that their thermal conductivity is significantly lower, so that in sum, in relation to the ratio of the thermal conductivity to the thickness of the metal, the wall thickness must also be kept within reasonable limits. This results not only in a renewed decrease in the load-bearing capacity, but also in further structural problems of degradation.

Der Erfindung liegt dl« Aufgabe su Grunde, eine Metallgussforro Q su schaffen, die die vorerwlhnten und weiteren Hachteile der be- ui kannten Ansfflhrttngsfovan nicht aufweist. Insbesondere soll «IchThe invention is dl "Dispatch su basically create a Metallgussforro Q su, does not have the vorerwlhnten and other Geesthacht ropes of working ui knew Ansfflhrttngsfovan. In particular, «I

die Form auch bei sehr starken Beansprttohungen thenslscher undthe form is thensian and

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mechanischer Art erheblich weniger deformieren, durch geringe Haftreibung gegenüber der Strangschale auszeichnen und eoll leicht zu montieren sein sowie die Voraussetsungoη für ein leichtes Ablösen der Stfangschale erfüllen. Das wird erflndungsgemäss im wesentlichen dadurch erreicht, dass sie aus einem Hohlräume aufweisenden Körper aus einem Metall von hoher Festigkeit besteht, in dessen Hohlräume ein diese ausfüllendes, anderes Metall hoher wärmeleitfähigkeit eingebracht ist. Die erfindungsgeroässe Metallguss form besteht somit aus einem Verbundwerkstoff, bei dem die materialspezifischen Eigenschaften wenigstens zweier Metalle oder Metallegierungen zusammenwirken, um die genannten Schwierigkeiten entweder völlig zu beheben oder aber doch in erheblichem Ausmaße herabzusetzen. Dieses Ergebnis ist umso bemerkenswerter, als bislang die Auffassung vertreten wurde, eine Kokille könne entweder eine hohe Festigkeit und eine schlechte Wärmeleitfähigkeit oder eine hohe Wärmeleitfähigkeit bei geringer Festigkeit besitzen. Bei dor erfindungsgemässen Metallgussform bildet aber ihr Körper einen hinreichend grossen Widerstand gegen Verschleiss und Verformungen, während das darin eingebrachte, hoch wärraeleitfählge Metall für einen ausreichenden Entzug der Wärme des zur Erstarrung zu bringenden Metalls sorgt. Die Haftung des Stranggutes an der Kokilleninnenwand erreicht daduoch einen sehr niedrigen Wert, wobei gleichzeitig die Voraussetzungen für die Selbstschmierung während des Durchlaufes des Stranggutes erfüllt «lnd, was eine zusätzliche Schmierung indes nicht ausschliesst.mechanical nature significantly less deform, due to low Characteristic of static friction compared to the strand shell and is easy to be mounted as well as the requirements for easy removal meet the catch tray. According to the invention, this is essentially achieved in that they consist of a cavity having Body consists of a metal of high strength, in the cavities of which another metal of high thermal conductivity that fills them is introduced. The metal casting according to the invention form thus consists of a composite material in which the material-specific properties of at least two metals or metal alloys cooperate to overcome the difficulties mentioned either to be remedied completely or to be reduced to a considerable extent. This result is all the more remarkable than was previously held that a mold could either have high strength and poor thermal conductivity or have high thermal conductivity with low strength. In the case of the metal casting mold according to the invention, however, your body has a sufficiently large resistance to wear and tear and deformations, while that introduced therein is highly thermally conductive Metal ensures sufficient removal of heat from the metal to be solidified. The liability of the strand material On the inside wall of the mold, however, it reaches a very low value, while at the same time the prerequisites for self-lubrication fulfilled during the passage of the extruded material, which, however, does not rule out additional lubrication.

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Das Metall hoher Wärmeleitfähigkeit kann am einfachsten durch Bintränken im flüssigen Sustand in den bei dieser Temperatur noch starren Körper erfolgen. Om einen einwandfreien Giessbetrleb su gewährleisten, beeltst daa in den Körper eingebrachte Metall nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung einen wesentlich niedrigeren Siedepunkt als daa für den Körper verwendete Metall und hat einen grossen Temperaturbereich swlschen Schmels- und Siedepunkt.The easiest way to get the metal of high thermal conductivity is by soaking in the liquid state in the body which is still rigid at this temperature. Om a perfect casting operation see below ensure that the metal introduced into the body, according to a further proposal of the invention, is significantly lower Boiling point as the metal used for the body and has a wide temperature range including melting and boiling points.

Man kann dem aua hochfestem Metall bestehenden Körper seine für diesen Zweck erforderlichen Eigenschaften dadurch geben, dass er skelettartig ausgebildet wird. Vorteilhafter ist es noch, ihm eine poröse Struktur su geben, wobei er eine Porosität von It bis 21 t seines Volumens besitzt. Dabei handelt es sich um sogenannte offene Poren, die einerseits das einsubringende Metall hoher Wärmeleitfähigkeit aufnehmen und andererseits in der Wärmeflussrichtung keinen Widerstand für die absufflhrende Wärme bilden.You can use the body made of high-strength metal for it Provide the properties required by the fact that it is formed like a skeleton. It is even more advantageous to give it a porous one Structure su give, with a porosity of It to 21 t of its volume. These are so-called open pores, which on the one hand contain the metal of high thermal conductivity that is introduced and on the other hand in the heat flow direction do not create any resistance to the heat drawn off.

Der die Bohlräume aufweisende Körper wird sweokmässlg aus Wolfram, Molybdän/oder einem ähnlichen Metall hergestellt, fllerfflr eignet sich s.B. ein Sinterprosees, bei dem die einseinen MetellpartikelThe body having the piles is made from tungsten, Molybdenum / or a similar metal made, fllerfflr is suitable s.B. a Sinterprosees, in which the one metal particles

co miteinander verschweissen, ohne jedoch in sieh geschlossene Forenco welded together, but without seeing closed forums

⁽ⁿ. su bilden. ⁽ⁿ . su form.

ο . Als in den die Bohlräume aufweisenden Körper einsvbringendes Metallο. As metal to be introduced into the body having the piles

^ eignet sich unter dem Gesichtspunkt der hohen Wärmeleitfähigkeit^ is suitable from the point of view of high thermal conductivity

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vor allem Silber oder Kupfer. Wegen des grossen Unterschiedes Schmelzpunkte der Metalle bestehen keine Schwierigkeiten, die Körper zum Einbringen des PUilmetalls in dessen Schmelze einzutauchen. Weiterhin sind für diesen Zweck aber auch Aluminium, Beryllium oder Silizium und auch mit Silber versetzte, pulverförmige Weichkohle verwendbar, die unter Stromdurchgang "lektrographitisiert" ist.especially silver or copper. Because of the great difference between the melting points of the metals, there is no problem with the body to immerse the PUilmetals in its melt. Furthermore, aluminum and beryllium are also used for this purpose or silicon and also powdered soft carbon mixed with silver can be used, which "electrographitizes" when a current passes through is.

Eino besonders geringe Haftung zwischen dem Stranggut und der Kokillenwand besteht für eine Kokille , deren Körper aus Wolfram und/oder Molybdän besteht und in den Silber eingetragen ist.A particularly low adhesion between the extruded material and the mold wall exists for a mold, the body of which is made of tungsten and / or molybdenum and in which silver is entered.

Selbstverständlich ist der Vorschlag der Erfindung nicht auf die Verwendung reiner Netalle beschränkt, sondern mit besonderem Vorteil auch für Legierungen anwendbar.Of course, the proposal of the invention is not limited to the use of pure netall, but rather with a special one Advantage can also be used for alloys.

Eine erfindungsgemäes ausgeführte Kokille ist in der Zeichnung dargestellt. Dei dienern Beispiel handelt es sich um eine Durchlaufkokille 1, die senkrecht in ein Kokillenlager 2 eingesetzt ist. Im Kokillenlager 2 sind die mit einem Kühlmittel beaufschlagten Kühlrohre 3 so angeordnet» dass die durch die Wand der Kokille 1 abgegebene Wärme schnell abgeführt werden kann. Die Kokille 1 besteht dabei aus einem Körper 4, der in der erfindungsgemässon Welse aus einem Metall hoher Festigkeit 5 hergestellt ist. In die in diesem Körper vorhandenen Hohlräume 6 ist das Metall mit der hohen Wärmeleitfähigkeit eingebracht. Wie die Zeichnung erkennen lässt» ist die Durchlaufkokille in hohem Masse durch ihren porösen»hoch #.-A mold designed according to the invention is shown in the drawing. Dei serving example is a continuous mold 1 which is inserted vertically into a mold bearing 2. In the mold store 2, the cooling tubes 3, which are acted upon by a coolant, are arranged in such a way that the through the wall of the mold 1 given off heat can be dissipated quickly. The mold 1 consists of a body 4, which in the invention catfish is made of a high strength metal 5. In the cavities 6 present in this body is the metal with the high Thermal conductivity introduced. As the drawing shows » the continuous mold is to a large extent due to its porous »high # .-

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festen Metallkörper ge·tatst. D* die In dessen Hohlräum 6 eingetragenen Metalle praktisch eine W&neleltbrücke zwischen der Koklllenlnnemrand und ihrer Aussenwand bilden« ist gleichseitig ein hinreichend grosser Wlmeentsug gewährleistet.solid metal body did. D * the registered in its cavity 6 Metals practically create a spiral bridge between the inner rim of the mold and form their outer wall "a sufficiently large heat suction is guaranteed at the same time.

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Claims

Patent applications

1.) Metallgueafonn ina special continuous mold for the continuous casting of steel, characterized by the fact that the course, which has a hollow tube, also welds a metal of high quality, la deaeen Bohlrlus "a filler", another metal of high thermal conductivity is introduced «T.

2.) Metallguasform according to claim 1, characterized in that the metal introduced into the body has a significantly lower boiling point than the metal used for the body and has a large temperature range of four Sch-Is and boiling points.

3.) Metallguasfornt according to claims 1 and 2, characterized kcnnmciohnct gc that the high-strength ana * Metal existing body 1st skeletal aasgebildet.

cc 4.) Mstallgussfora according to claims 1 and 2, thereby gckctw-

°° mcichnct that the "as high-strength" metal body has a porous structure.

5.) Metal casting mold according to speeches 1 to 4 _# thereby

that the «as high-strength metal body

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has a porosity of 18 to 23% of its volume.

6.) Metallguasform according to claims 1 to 5, characterized gc kennu0iohn0t that the cavity having the body consists of Wolfran, molybdenum or a similar metal.

7.) Metal casting mold according to claims 1 to 6, characterized gc k0HHM0iohn0t that silver or copper is introduced into the body having cavities.

8.) metal casting mold according to claims 1 to 7, thereby gc

indicates that the bodies in the cavities are aluminum-titanium,
ι, / beryllium or Slllxiuai is introduced.

9.) Metal casting mold according to claims 1 to t, characterized in that in the body having hollow ropes with silver added, "soft plastic is introduced.

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