DE1583726C - Band Stranggießkokille - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Band-Stranggießkokille mit Kühlung der Breitseiten und Heizung der Schmalseiten des Bandes.

In der deutschen Patentanmeldung ρ 42923 D Vl a/3 lc, ausgelegt am 30. November 1950, wird eine Band-Stranggießkokille beschrieben, bei der die die Breitseiten des Bandes formenden Längswände wassergekühlt sind. Es wird weiter angegeben, daß die die Schmalseiten des Bandes bildenden Leisten gekühlt werden.

Diese bekannte Kokille arbeitet mit einem Absenkbehälter zusammen, und es wird ausgeführt, daß sich der Grad der Kühlung durch Verändern der Höhe des Kühlwasserstandes im Absenkbehälter überwachen läßt. Ebenso ist es möglich, die Längswände je nach ihrem Wärme führenden Querschnitt auch tiefer als die Leisten in das im Absenkbehälter stehende Kühlwasser einzutauchen.

Der Sinn der auf diese Weise erreichten Kühlung der Breitseiten und Heizung der Schmalseiten des Bandes liegt darin, den Verlauf der sich durch das Band erstreckenden Isothermen und damit das Gefüge des gegossenen Bandes zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen noch größeren Einfluß auf die Isothermen bzw. die Erstarrungsvorgänge in dem noch schmelzflüssigen Band zu gewinnen, so daß unter allen Bedingungen, das heißt bei Bändern aus den unterschiedlichsten Legierungen und mit einem großen Verhältnis zwischen Breitseite und Schmalseite, eine gleichmäßige Erstarrung und damit eine homogene Gefügeausbildung erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Band-Stranggießkokille mit bekannter Kühlung der Breitseiten und bekannter Heizung der Schmalseiten des Bandes mit den Schmalseiten des Bandes in wärmeleitender Verbindung stehende und in Gießrichtung verschiebbare Heizkörper vor.

Beim Stranggießen eines Bandes tritt an dessen Schmalseiten ein starker Wärmeabfluß auf. Die an den Schmalseiten des Bandes vorgesehene Heizung wirkt diesem Wärmeabfluß entgegen. Durch die erfindungsgemäße Verschiebbarkeit der Heizkörper kann man dem Wärmeabfluß exakt an derjenigen in Gießrichtung liegenden Stelle der Kokille entgegenwirken, an der sich sonst an den Rändern des Bandes nach der Erstarrung ein heterogenes Gefüge zeigen würde, das zu Rissen und Löchern führt. Es entstehen Bänder mit guten metallurgischen Eigenschaften, deren Erstarrungslinien nicht parabelförmig, sondern rechtwinklig zur Gießrichtung verlaufen. Insbesondere lassen sich auch Bänder herstellen, deren Querschnitt ein Seitenverhältnis von bis zu 70:1 aufweist.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß die verschiebbaren Heizkörper in den formgebenden Seitenteil der Kokille eingesetzt sind.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Heizkörper außen am formgebenden Seitenteil der Kokille anliegen.

Für die erste Ausführungsform, bei der die Heizkörper in den formgebenden Seitenteil der Kokille eingesetzt sind, ist weiter vorgesehen, daß diese Heizkörper im Querschnitt T-Form haben und mit ihrem Steg zwischen obere und untere, die Breitseiten der Kokille bildende Platten eingeschoben sind. Bei dieser Ausführungsform ist weiter vorgesehen, daß die Heizkörper Bohrungen zur Aufnahme eines elektrischen Heizelementes aufweisen. Diese Heizelemente können in den Bohrungen verschoben werden, so daß sich damit die aufzuheizende Randzone des Bandes einstellen läßt.

Bei derjenigen Ausführungsform, bei der die Heizkörper außen am formgebenden Seitenteil der Kokille anliegen, ist weiter vorgesehen, daß diese Heizkörper Kanäle zum Durchlauf eines Heizmittels aufweisen.

Die Erfindung wird nun weiter am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Aufsicht auf ein Band mit Darstellung der gemäß dem Stand der Technik und der gemäß der Erfindung erreichten Erstärrungslinien,

F i g. 2 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 3 ein Schnitt entlang der Schnittlinie A-B in Fig. 2,

F i g. 4 ein Schnitt durch den Randbereich einer Kokille und die erfindungsgemäß T-förmige Ausführungsform eines Heizkörpers,

F i g. 5 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 6 ein Schnitt entlang der Schnittlinie A-B in Fig. 5.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Aufsicht auf ein Band, in das die Erstarrungslinien eingezeichnet sind. Der Pfeil zeigt die Gießrichtung an. Die gezeigten Erstarrungslinien finden sich deutlich auf der Ober- und der Unterseite des gegossenen Bandes. Die links dargestellten Erstarrungslinien treten beim Gießen eines Bandes auf einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik auf. Sie sind parabelförmig. Untersuchungen haben gezeigt, daß das Band vor und hinter jeder parabelartigen Linie ein heterogenes Gefüge aufweist. Als besonders nachteilig wirkt sich aus, daß die Linien an den Bandrändern einen wesentlich kleineren Abstand h als in der Bandmitte aufweisen, wo dieser Abstand H ist. Dieses Gefüge ist für eine Weiterverarbeitung, insbesondere durch Kaltverformung, ungünstig. Es kommt vor, daß beim Kaltwalzen stranggegossener Bänder mit solchen parabelartigen Erstarrungslinien in den Bandrändern Risse und Löcher entstehen. Bei einer erfindungsgemäßen Beheizung der Bandränder an einstellbaren Stellen verlaufen die Erstarrungsvorgänge in der Schmelze gleichmäßiger, und es bildet sich ein homogenes Gefüge aus. Die Erstarrungslinien sind nicht mehr parabelförmig, sondern verlaufen im wesentlichen gerade rechtwinkig zur Gießrichtung des Bandes. Im Vergleich zu den Parabeln sind sie auch wesentlich kürzer. Solche Erstarrungslinien werden rechts in Fig. 1 gezeigt.

Die in F i g. 2 und F i g. 3 gezeigte Ausführungsform einer Band-Stranggießkokille enthält ein kastenförmiges Oberteil 1 und ein kastenförmiges Unterteil 2, die an den strichpunktierten Linien 3 zum Beispiel durch Schrauben zusammengehalten sind. Das kastenförmige Oberteil 1 und das kastenförmige Unterteil 2 werden von einem Kühlmittel durchströmt. Zwischen Oberteil 1 und Unterteil 2 ist die'eigentliche zweiteilig ausgebildete Kokille 4 aus Graphit eingeklemmt. Die Kokille 4 umschließt einen Hohlraum, dessen Querschnitt dem Querschnitt des zu gießenden Bandes 5 entspricht. Die

Kokille 4 wird mit ihrem in F i g. 2 oben dargestellten, aus der Kühlvorrichtung 1, 2 herausragenden Ende gegen die Wand des die Metallschmelze enthaltenden, nicht dargestellten Ofens gedrückt. Beim Stranggießen fließt dann das flüssige Metall in den Hohlraum der Kokille 4, in der es unter der Einwirkung der Kühlvorrichtung 1, 2 allmählich zu dem Band 5 erstarrt, das dann in Richtung des Pfeiles 6 kontinuierlich oder intermittierend weiterbewegt wird.

Der Hohlraum 8 des Oberteiles 1 der Kühlvorrichtung wird von einem Kühlmittel durchströmt, das durch die öffnung 9 zugeführt und durch die öffnung 9' abgeführt wird. In gleicher Weise ist auch die Kühlmittelzu- und -abfuhr des Unterteils 2 eingerichtet. Die Menge des die Hohlräume 8 durchströmenden Kühlmittels kann durch bekannte, nicht näher dargestellte Mittel eingestellt werden.

Zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 ist beiderseits der Kokille 4 je ein prismatischer Heizkörper 11 vorgesehen, der sich über einen Teil der Länge der Kühlvorrichtung 1, 2 erstreckt. Die beiden Heizkörper 11 weisen je zwei Kanäle 13 auf, durch die ein Heizmittel, z. B. öl entsprechender Temperatur, geschickt wird, das beispielsweise durch die oberen Löcher 13 zuströmt und aus den unteren Löchern 13 abströmt. Die Heizkörper 11 sind in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Zu diesem Zweck weist jeder Heizkörper einen Lappen 14 auf, der mit einem Gewindeloch versehen ist. Am in Fig. 2 unten dargestellten Ende des Oberteils 1 oder des Unterteils 2 befindet sich ebenfalls ein Lappen 15, der fluchtend zu dem Gewindeloch im Lappen 14 ein Loch entsprechender Größe aufweist, das eine Schraube 16 aufnimmt, mittels der dann der Heizkörper 11 parallel zum Band 5 verschoben werden kann. Zwischen den Heizkörpern 11 einerseits und dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 andererseits sind wärmedämmende Schichten 22 angebracht, die, falls notwendig und wie in diesem Beispiel gezeigt, auch ein Stück weit die Ränder der Kokille 4 überlappen können.

Mit Hilfe der Heizkörper 11 wird die Wärmeabfuhr im Sinne einer Vergleichmäßigung über die Breite des Bandes beeinflußt, indem durch das Heizen eine zu schnelle Abkühlung der Bandränder vermieden wird. Mit der beschriebenen Einrichtung hergestellte Bänder weisen keine parabelförmigen Erstarrungslinien auf, sondern etwa rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Bandes verlaufende, im wesentlichen gerade Linien, wie sie in der rechten Hälfte der Fig. 1 angedeutet sind. Die. erfindungsgemäß hergestellten Bänder haben ein gleichmäßiges Gefüge und damit gute metallurgische Eigenschaften, insbesondere beim Kaltverformen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 besteht die Kokille aus einer oberen Platte 17, einer unteren Platte 18 und zwei seitlichen Leisten 19 von T-förmigem Querschnitt, wobei der T-Steg zwischen die Platten 17 und 18 ragt. In Fig. 4 ist einfachheitshalber nur die eine Leiste dargestellt. Alle vier Teile der Kokille können wiederum aus Graphit bestehen. Die beiden Leisten 19 sind zugleich als Heizkörper ausgebildet, indem jede eine Bohrung 20 aufweist, die zur Aufnahme eines elektrischen Heizelementes dient. Das Heizelement selbst kann in der Bohrung 20 verschoben werden, so daß damit die aufzuheizende Randzone des Bandes 5 eingestellt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 5 und 6 sind der Oberteil 1 und der Unterteil 2 der Kühlvorrichtung in je drei Zonen a, b und c derart unterteilt, daß über die Breite des Bandes 5 die

ίο Zonen α und c über und unter den Bandrändern liegen, während die Zonen b sich über und unter der Bandmitte erstrecken. Jede der Zonen besteht aus . einer Kühlkammer 8, die sich etwa U-förmig in Richtung der Bandlänge erstreckt. An jedem Schenkel der U-förmigen Kühlkammern 8 sind Löcher 9 bzw. 9' für die Kühlmittelzu- und -abfuhr vorgesehen, die durch die Pfeile 10 angedeutet sind. Bei dieser Kühlvorrichtung erfolgt über die Bandbreite eine unterschiedliche Kühlwirkung, indem beispielsweise die

ao Kühlmittelströme in den drei Zonen unterschiedlich eingestellt werden, 1 wozu an sich bekannte, nicht näher dargestellte Mittel vorgesehen sind.

Auch bei dieser Kühlvorrichtung werden die Bandränder mindestens über einen Teil der Länge der Kühlvorrichtung beheizt, wozu in F i g. 6 in der linken Hälfte der Heizkörper 11 nach F i g. 3 vorgesehen ist, während in der rechten Hälfte der F i g. 6 der Heizkörper 19 nach F i g. 4 verwendet ist. Die wärmedämmenden Schichten 22 können die Ränder der Kokille 4 etwas überlappen. Die Luftspalte 23 zwischen Heizkörper 19 und Kühlvorrichtung 1, 2 können sich ebenfalls etwas zwischen Kokille 4 und Kühlvorrichtung fortsetzen, und sie können auch durch wärmedämmende Schichten ersetzt sein.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Band-Stranggießkokille mit Kühlung der Breitseiten und Heizung der Schmalseiten des Bandes, gekennzeichnet durch mit den Schmalseiten des Bandes (5) in wärmeleitender Verbindung stehende und in Gießrichtung (6) verschiebbare Heizkörper (11, 13, 19, 20).

2. Band-Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (19) in den formgebenden Seitenteil der Kokille (4) eingesetzt sind.

3. Band-Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (11) außen am formgebenden Seitenteil der Kokille (4) anliegen.

4. Band-Stranggießkokille nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (19) im Querschnitt T-Form haben und mit ihrem Steg zwischen obere und untere, die Breitseiten der Kokille (4) bildenden Platten (17, 18) eingeschoben sind.

5. Band-Stranggießkokille nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (19) Bohrungen (20) zur Aufnahme eines elektrischen Heizelementes aufweisen.

6. Band-Stranggießkokille nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (11) Kanäle (13) zum Durchlauf eines Heizmittels aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen