DE1608083C

DE1608083C - Method and device for block casting of steel blocks

Info

Publication number: DE1608083C
Application number: DE19681608083
Authority: DE
Inventors: Tasuro Kyoto Sakyo Yasumoto Kümo Nishinomiya Hyogo Kanokogi, (Japan)
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1967-02-13
Filing date: 1968-02-12
Publication date: 1973-05-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Blockgießen von Stahlblöcken in dünnwandigen, wassergekühlten Kokillen, nach dem der schmelzflüssige Stahl in die durch eine absenkbare Bodenplatte verschlossene Kokille gegossen und die Bodenplatte mit dem sich auf diese abstützenden Block entsprechend der Gießgeschwindigkeit bis zur gewünschten Blocklange abgesenkt wird.The invention relates to a method for ingot casting of steel blocks in thin-walled, water-cooled ones Chills, after which the molten steel is sealed by a lowerable bottom plate Chill cast and the base plate with the block supported on it accordingly the casting speed is reduced to the desired block length.

Verfahren der vorstehenden Art gestatten das Blockgießen von Stahlblöcken ohne direkte Kühlung der Oberfläche des gegossenen Blockes durch das Kühlmittel, wodurch ein Stahlblock mit sehr guter Oberflächenbeschaffenheit und auch sonst sehr guter Qualität erhalten werden kann. Die bekannten Verfahren waren aber nur für das Blockgießen von Stahlblöcken mit kleinem Querschnitt und kleinen Längen geeignet, wobei der schmelzflüssige Stahl rasch erstarrt und gleich aus den Kokillen entnommen werden kann. Demgegenüber neigen Stahlblöcke mit großem Querschnitt und großer Länge wegen des nur langsam sich nach innen fortsetzenden Erstarrungsprozesses zum Ausbauchen unter dem Druck des schmelzflüssigen Stahles im Inneren, was bei den bekannten Verfahren dazu führen würde, daß sie sich in der dünnwandigen, wässergekühlten Kokille festsetzen.Processes of the above type permit billet casting of steel billets without direct cooling the surface of the cast block through the coolant, creating a steel block with very good Surface finish and otherwise very good quality can be obtained. The known procedures but were only for the ingot casting of steel ingots with small cross-sections and small lengths suitable, whereby the molten steel solidifies quickly and can be removed from the molds immediately can. In contrast, steel blocks with a large cross-section and long length tend to be slow because of the inwardly continuing solidification process to bulge under the pressure of the molten liquid Steel inside, which with the known processes would lead to it being in the thin-walled, Fix water-cooled mold.

. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, Verfahren nach dem Gattungsbegriff dahingehend zu verbessern, daß sie auch zum Blockgießen von Stahlblöcken mit großem Querschnitt und. The object on which the invention is based is to provide methods according to the generic term to improve that they can also be used for the casting of steel blocks with large cross-sections and ingots

ίο großer Länge geeignet sind.ίο great length are suitable.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Kokillenmantel während des Gießvorganges radiale und axiale, miteinander synchronisierte Bewegungen erteilt werden. Im Zusammenhang mit dem Stranggießen von Stahlblöcken ist es bereits bekannt, den Kokillenmantel in radialer Richtung in eine verhältnismäßig rasche Schwingung mit kleinen Amplituden zu versetzen, wofür die Kokille geteilt ausgeführt ist. Diese Schwingung hat aber nur den Zweck, die Reibung zwischen Kokillenwand und Gießstrang zu verkleinern. Beim Stranggießen sind die Querschnitte in der Regel nur klein, so daß die Gefahr eines Ausbauchens unter dem statischen f Druck schmelzflüssigen Metalls im Inneren des Gieß-Strangs in der Regel nicht gegeben ist. Die raschen Schwingungen von kleiner Amplitude zum Herabsetzen der Reibung des Gießstrangs beim Durchlaufen der Kokille wären auch nicht geeignet, ein derartiges Ausbauchen zu verhindern.The above object is achieved in that the mold shell during the Casting process radial and axial, synchronized movements are given. In connection With the continuous casting of steel blocks, it is already known, the mold shell in a radial To move direction in a relatively rapid oscillation with small amplitudes, for which the mold is executed divided. The only purpose of this oscillation is the friction between the mold wall and to reduce the size of the cast strand. In continuous casting, the cross-sections are usually only small, so that the risk of bulging under the static f pressure of molten metal inside the cast strand is usually not given. The rapid oscillations of small amplitude to reduce the friction of the cast strand when passing through the mold would also not be suitable for such a thing To prevent bulging.

Demgegenüber wirken die miteinander synchronisierten Bewegungen des Kokillenmantels während des Gießvorganges in radialer und in axialer Richtung knetend auf den frisch gegossenen Stahlblock ein, der so lange in den Kokillen verbleibt, wegen dieser Knetbehandlung aber keinerlei Ausbauchung erfahren kann. Der lange Stahlblock von großem Querschnitt kann dann nach dem Erstarren ohne Schwierigkeiten aus der dünnwandigen Kokille nach unten zu durch weiteres Absenken der Bodenplatte entnommen und, vorzugsweise mit dieser, auf einen Wagen od. dgl. abgesetzt werden, der seinen Abtransport besorgt.In contrast, the synchronized movements of the mold shell act during the Casting process in the radial and axial directions kneading on the freshly cast steel block, the remains in the molds for as long as it does not experience any bulging due to this kneading treatment can. The long steel block of large cross-section can then after solidification without difficulty removed from the thin-walled mold downwards by lowering the base plate further and, Preferably with this or on a wagon.

In Weiterbildung der Erfindung wird das Verhältnis der Dauer der Abwärtsbewegung und der Druckeinwirkung zu der Dauer der Aufwärtsbewegung und der Entlastung je nach der Ausbauchneigung des Stahlblockes zwischen 1 : 1 und 10: 1 gewählt. Des weiteren ist es vorteilhaft, die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Kokille vorzugsweise gleich der Ausziehgeschwindigkeit des Blockes festzulegen und die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung der Kokille so einzurichten, daß sie ein Mehrfaches der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung beträgt.In a further development of the invention, the ratio of the duration of the downward movement and the application of pressure to the duration of the upward movement and the relief depending on the tendency of the Steel blocks between 1: 1 and 10: 1. It is also advantageous to reduce the speed of the Downward movement of the mold is preferably set equal to the extraction speed of the block and to adjust the speed of the upward movement of the mold so that it is a multiple of Downward movement speed.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen des vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung weist eine oben und unten offene, einen absenkbaren Boden aufweisende Kokille auf und ist gekennzeichnet durch eine erste Vorrichtung zum periodischen Hin- und Herbewegen der Kokille in Achsrichtung und durch eine synchron mit der ersten Vorrichtung arbeitende zweite Vorrichtung zum periodischen Einwärts- und Auswärtsbewegen des Kokillenmantels in radialer Richtung, wobei die dünnwandig mit für sich bekannten Kühlmittelkanälen in der Kokillenwandung ausgeführte Kokille oben starr ist und darunter einen elastisch verformbaren Abschnitt aufweist, an dem die zweite Vorrichtung angreift.
Beim Arbeiten mit der vorstehenden erfindungsge-The invention also relates to a device for carrying out the above-explained method according to the invention. This device has a top and bottom open, lowerable bottom having a mold and is characterized by a first device for periodically moving the mold to and fro in the axial direction and by a second device operating synchronously with the first device for periodic inward and outward movement of the Mold shell in the radial direction, wherein the thin-walled mold with coolant channels known per se in the mold wall is rigid at the top and below has an elastically deformable section on which the second device engages.
When working with the above inventive

mäßen Vorrichtung wird die Kühlung der Kokille durch das Kühlmittel so eingerichtet, daß auch die mit dem Block unmittelbar in Berührung tretende Innenwand der Kokille so kühl bleibt, daß sie keinerlei bleibende Verformung durch thermische Einwirkung erfährt, das Wandungsmaterial also nicht über die Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht wird.According to the device, the cooling of the mold is set up by the coolant so that the with The inner wall of the mold, which comes into direct contact with the block, remains so cool that it does not have any permanent Undergoes deformation due to thermal effects, so the wall material does not exceed the elastic limit beyond is claimed.

Zur Erhöhung der Elastizität des Kokillenmantels empfiehlt es sich, die Kühlmittelkanäle im Kokillenmantel achsparallel verlaufen zu lassen. Eine erhöhte Elastizität wirkt sich auf die erfindungsgemäß gewollte periodische Einwärts- und Auswärtsbewegung des Kokillenmantels günstig aus.To increase the elasticity of the mold shell, it is advisable to place the coolant channels in the mold shell to run axially parallel. An increased elasticity affects the invention desired periodic inward and outward movement of the mold shell favorable.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In this shows

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Blockgießen von Stahlblöcken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, in Seitenansicht, teilweise geschnitten,F i g. 1 shows a first embodiment of an inventive Device for block casting of steel blocks according to the method according to the invention, in side view, partially cut,

F i g. 2 die Draufsicht auf die Vorrichtung nach so Fig. 1,F i g. 2 shows the top view of the device according to FIG. 1,

F i g. 3 und 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt, und zwar in F i g. 3 vor dem Gießen und in F i g. 4 nach dem Herausziehen des Blockes,F i g. 3 and 4 a further embodiment of the device according to the invention in longitudinal section, and although in F i g. 3 before casting and in F i g. 4 after pulling out the block,

F i g. 5,6 und 7 eine bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbare Kokille, und zwar in F i g. 5 in Draufsicht, in F i g. 6 im vertikalen Längsschnitt gemäß der Schnittlinie VI-VI in F i g. 5 und in F i g. 7 im vertikalen Längsschnitt entlang der Schnittlinie VII-VII in F i g. 5,F i g. 5, 6 and 7 a mold which can be used in the device according to the invention, specifically in FIG. 5 in plan view, in F i g. 6 in a vertical longitudinal section along the section line VI-VI in FIG. 5 and in FIG. 7 in vertical longitudinal section along the section line VII-VII in F i g. 5,

F i g. 8 einen Gießblock-Transportwagen im Längsschnitt,F i g. 8 a cast block transport carriage in longitudinal section,

F i g. 9 a und 9 b Darstellungen zur Erläuterung der auf den Kokillenmantel periodisch ausgeübten Schubs und Zugkräfte,F i g. 9 a and 9 b representations to explain the periodically exerted on the mold shell Push and pull forces,

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem Zyklus der Auf- und Abbewegung der Kokille und einem Zyklus des Einwärtsdrükkens und Auswärtsziehens des Kokillenmantels,Fig. 10 is a diagram for explaining the relationship between a cycle of up and down movement of the mold and a cycle of inward pressing and pulling out the shell,

Fig. 11 einen Teilquerschnitt durch die Kokille zur Darstellung der Verbindung zwischen Innenmantel und Stützmantel,11 shows a partial cross section through the mold to show the connection between the inner jacket and the support jacket,

Fig. 12, 13 und 14 Teilquerschnitte durch Kokillenmäntel in verschiedener Ausführung und12, 13 and 14 partial cross-sections through mold shells in different designs and

Fig. 15 eine weitere Ausführungsforrii einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt beim Eingießen von Stahl.15 shows a further embodiment of one according to the invention Device in longitudinal section when pouring steel.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 weist eine Kokille 5 auf, in die von oben her schmelzflüssiger Stahl 1 aus einer über der Gießbühne 2 in Stellung gebrachten Gießpfanne 3 zugeführt wird, wofür ein Stopfen 4 in der Gießpfanne angehoben wird. In der Kokille 5 befindet sich eine am oberen Ende einer Stange 7 angebrachte Bodenplatte 9, auf die der schmelzflüssige Stahl gegossen wird. Die Stange 7 gehört zu einer Blockausziehvorrichtung. Sie durchsetzt von unten her einen Blockwagen 8.The device according to FIG. 1 and 2 has a mold 5, into which molten from above Steel 1 is fed from a pouring ladle 3 brought into position above the pouring platform 2, for which purpose a Stopper 4 is lifted in the ladle. In the mold 5 there is one at the upper end of a Rod 7 attached bottom plate 9 on which the molten steel is poured. The rod 7 belongs to a block puller. It passes through a block wagon 8 from below.

Wenn der Meniskus in der Kokille 5 das vorherbestimmte Niveau erreicht, wird die Gießgeschwindigkeit mittels des Ausgußstopfens 4 so gesteuert, daß der Meniskus auf diesem Niveau verbleibt, während die Stange 7 mit der Bodenplatte 9 mittels der Ausziehvorrichtung 6 nach unten gezogen wird. Die Ausziehvorrichtung 6 ist in diesem Falle ein hydraulischer ßs Kolbentrigb od. dgl.When the meniscus in the mold 5 reaches the predetermined level, the pouring speed is controlled by means of the pouring plug 4 so that the meniscus remains at this level while the rod 7 with the bottom plate 9 is pulled down by means of the puller 6. The extractor 6 is in this case a hydraulic ßs Kolbentrigb od. Like.

Der in der wassergekühlten Kokille S abkühlende und erstarrende Block wird mit der Gießgeschwindigkeit des schmelzflüssigen Stahls, entsprechender Geschwindigkeit nach unten gezogen. Hierbei wird die Kokille S mit Hilfe einer ersten Antriebsvorrichtung 12 periodisch auf- und abbewegt. Diese erste Antriebsvorrichtung kann ein Exzenter, eine Schubkurbel oder ein hydraulischer Kolbentrieb sein.The block, which cools and solidifies in the water-cooled mold S, moves with the casting speed of the molten steel, pulled down at the appropriate speed. Here the The mold S is periodically moved up and down with the aid of a first drive device 12. This first drive device can be an eccentric, a slider crank or a hydraulic piston drive.

Gemäß F i g. 10 ist die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Kokille vorzugsweise gleich der Ausziehgeschwindigkeit des Blockes, während die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung der Kokille ein Mehrfaches der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung beträgt. Die axiale Kokillenbewegung hat vorzugsweise einen Hub von 5 bis 50 mm und findet mit einer Frequenz von 20 bis 50 Schwingungen pro Minute statt.According to FIG. 10 is the speed of the downward movement of the mold is preferably equal to the extraction speed of the block, while the speed the upward movement of the mold is a multiple of the speed of the downward movement amounts to. The axial mold movement preferably has a stroke of 5 to 50 mm and takes place with a frequency of 20 to 50 oscillations per minute.

Mit dem Beginn des Eingießens des schmelzflüssigen Stahls in die Kokille 5 wird eine am mittleren Teil der letzteren angreifende zweite Betätigungsvorrichtung in Form einer Schub- und Zugvorrichtung 13 in Betrieb gesetzt, die, wie näher in F i g. 9 dargestellt, dem Kokillenmantel synchron zu dessen Axialbewegung eine periodische Hin- und Herbewegung aufzwingt, derzufolge der Innenmantel abwechselnd einwärts gedrückt und auswärts gezogen wird. Gemäß F i g. 10 ist die Arbeitsweise der Schub- und Zugvorrichtung 13 so auf die Aufr und Abbewegung der Kokille abgestimmt, daß deren Innenmantel während der Aufwärtsbewegung der Kokille unter Ausübung eines Druckes auf die Oberfläche des erstarrenden Stahlblocks einwärts geschoben und während der Aufwärtsbewegung unter Herabsetzung der Reibung zwischen Kpkille und Block nach außen gezogen wird.With the start of the molten steel pouring into the mold 5, one becomes at the central part the latter engaging second actuating device in the form of a pushing and pulling device 13 in Operation set, which, as shown in more detail in FIG. 9 shown, the mold shell synchronous to its axial movement imposes a periodic to-and-fro movement, as a result of which the inner jacket alternates inwards is pushed and pulled outwards. According to FIG. 10 is the operation of the push and pull device 13 so matched to the up and down movement of the mold that its inner shell during the Upward movement of the mold while exerting pressure on the surface of the solidifying steel block pushed in and during the upward movement reducing the friction between Kpkille and block is pulled outwards.

Gemäß F i g. 6 und 7 weist die Schub- und Zugeinrichtung 13 einen außen auf die Kokille einwirkenden hydraulischen Kolbentrieb auf, der auch ein Nocken oder eine Schubkurbel sein könnte. Durch die periodische Druck- und Zugwirkung wird verhindert, daß sich der Stahlblock unter der Wirkung des statischen Drucks des schmelzflüssigen Stahls ausbaucht. Gleichzeitig wird auch die Reibung zwischen dem Innenmantel der Kokille und dem Block herabgesetzt, doch ist das letztere nur eine Nebenerscheinung. Mangels eines Ausbauchens auch langer Stahlblöcke von großem Durchmesser können diese leicht aus der Kokille nach unten herausgezogen werden. Je nach der Größe des Stahlblocks, seiner sonstigen Beschaffenheit und der Gießgeschwindigkeit beträgt die Auslenkung des Kokillenmantels in radialer Richtung bis zu 10 mm.According to FIG. 6 and 7, the pushing and pulling device 13 has an externally acting on the mold hydraulic piston drive, which could also be a cam or a slider crank. Through the periodic Pressure and pulling action prevents the steel block from moving under the action of the static Pressure of the molten steel bulges. At the same time, there is also the friction between the inner jacket the mold and the ingot are reduced, but the latter is only a by-product. Lack If long steel blocks of large diameter are bulged, they can easily be removed from the mold can be pulled out downwards. Depending on the size of the steel block, its other properties and the casting speed is the deflection of the mold shell in the radial direction up to 10 mm.

Während der Block 14 in der Kokille S abgekühlt wird und erstarrt, wird er allmählich abwärts gezogen. Wenn er die gewollte Länge erreicht hat, wird der Gießvorgang durch Verschließen des Ausgusses der Pfanne 3 beendet und so lange in der Kokille gehalten, bis er so weit erstarrt ist, daß er formbeständig ist und aus der Kokille herausgezogen werden kann. Hierfür wird die Stange 7 der Ausziehvorrichtung 6 in die in F i g. 8 gezeigte Stellung abgesenkt. Der Block 14 verläßt hierbei die Kokille 5 vollständig und wird auf den Wagen8 abgesetzt. Dann wird die Stange 7 von der Bodenplatte 9 gelöst und anschließend aus dem Bereich des Wagens 8 weiter abwärts bewegt. Auf dem letzteren gelangt der Block dann entlang Schienen 17 zur nächsten Stelle, um einem folgenden Wagen mit Bodenplatte Platz zu machen, von dem die letztere durch die Stange 7 wieder in die Kokille eingeführt wird, woraufhin das nächste Arbeitsspiel beginnt.While the ingot 14 is being cooled and solidified in the mold S, it is gradually pulled downward. When it has reached the desired length, the casting process is carried out by closing the spout Finished pan 3 and held in the mold until it has solidified so far that it is dimensionally stable and can be pulled out of the mold. For this purpose, the rod 7 of the pull-out device 6 is inserted into the in F i g. 8 position shown lowered. The block 14 leaves the mold 5 completely and is on the Car 8 deposited. Then the rod 7 of the Base plate 9 released and then moved further down from the area of the carriage 8. On the the block then arrives at the latter along rails 17 to the next place to make way for a following car with a floor plate, of which the latter is inserted back into the mold through the rod 7, whereupon the next working cycle begins.

Der Wagen 8 kann selbstfahrend ausgeführt oder,The carriage 8 can be self-propelled or

wie in der Zeichnung dargestellt, mittels einer Kette 16 bewegt werden.as shown in the drawing, by means of a chain 16 can be moved.

Während des Gießvorganges und der Zeit, zu der sich ein Block in der Kokille befindet, wird diese so stark gekühlt, daß ihre unmittelbar mit dem Block in Berührung stehende Wandung unter der Wärmeeinwirkung keine bleibende Verformung erfährt, d. h. ihr Material die Elastizitätsgrenze nicht überschreitet. Am Schluß des Gießvorganges wird die Schub- und Zugeinrichtung 13 im Druck- oder Entlastungszustand abgestellt.During the casting process and the time when a block is in the mold, this is how it is strongly cooled that their wall which is in direct contact with the block under the action of heat does not experience permanent deformation, d. H. their material does not exceed the elastic limit. At the end of the casting process, the pushing and pulling device 13 is in the pressure or relief state switched off.

Die Ausführung gemäß F i g. 3 und 4 unterscheidet sich von derjenigen gemäß F i g. 1 und 2 dadurch, daß sie niedriger und demzufolge konstruktiv weniger aufwendig ist als die erstere. Bei ihr wird der erstarrte Stahlblock dadurch aus der Kokille 5 herausgezogen, daß diese nach oben bewegt wird. Hierfür sind an der Gießbühne 2 mehrere hydraulische Kolbentriebe 15 vorgesehen.The execution according to FIG. 3 and 4 differs from that according to FIG. 1 and 2 in that it is lower and therefore less expensive to construct than the former. With her the frozen one becomes Steel block thereby pulled out of the mold 5 that this is moved upwards. For this are at the Casting platform 2 several hydraulic piston drives 15 are provided.

Die F i g. 9 und 10 zeigen, wie der Kokillenmantel durch das periodische Hin- und Herbewegen in radialer Richtung elastisch verformt wird. Während der mit der Blockausziehgeschwindigkeit erfolgenden Abwärtsbewegung der Kokille wird deren Innenmantel nach innen gedrückt, wie dies in F i g. 9 b strichliert angedeutet ist. Bei der Aufwärtsbewegung der Kokille wird demgegenüber der Mantel nach außen gezogen und dadurch aufgeweitet (Fig. 9a). Die Fig. 10 erläutert den vorstehend beschriebenen Arbeitsvorgang in Form eines Diagramms. Das Verhältnis der Dauer I₁ der Abwärtsbewegung und der Druckeinwirkung zu der Dauer T., der Aufwärtsbewegung und der Entlastung wird je nach der Ausbauchneigung des Stahlblocks zwischen 1 : 1 und 10: 1 gewählt. Oben hat die Kokille eine verhältnismäßig große Festigkeit. Darunter befindet sich ein langgestreckter dünnwandiger Kokillenabschnitt, der durch die von der Schub- und Zugvorrichtung 13 von außen auf ihn ausgeübte Kraft elastisch einwärts und auswärts verformbar ist (Fig. 9).The F i g. 9 and 10 show how the mold shell is elastically deformed by the periodic back and forth movement in the radial direction. During the downward movement of the mold at the block extraction speed, its inner jacket is pressed inward, as shown in FIG. 9 b is indicated by dashed lines. During the upward movement of the mold, on the other hand, the jacket is pulled outwards and thereby widened (FIG. 9a). Fig. 10 illustrates the above-described operation in the form of a diagram. The ratio of the duration I _{1 of} the downward movement and the application of pressure to the duration T. At the top, the mold has a relatively high strength. Underneath is an elongated, thin-walled mold section which can be elastically deformed inwards and outwards by the force exerted on it from the outside by the pushing and pulling device 13 (FIG. 9).

Für die Wasserkühlung ist die Kokille gemäß Fig. 5,6,7 und 15 mit Zuleitungsrohren21 versehen, die das Kühlwasser einem Verteiler 22 zuführen. Von dort fließt das Wasser in zahlreichen in dem Innenmantel 23 der Kokille (Fig. 11, 12, 13und 14)vorgesehenen Längsnuten 24 in einen Sammler 25, aus dem es durch Austrittsrohre 26 und 27 abgezogen wird. Bei der in der Zeichnung dargestellten Kokille befinden sich die Zuleitungsrohre und der Verteiler oben, während der Sammler und die Austrittsrohre unten vorgesehen sind. Das Kühlwasser könnte aber auch von unten nach oben geleitet werden.For water cooling, the mold according to FIGS. 5, 6, 7 and 15 is provided with feed pipes21, which feed the cooling water to a distributor 22. From there the water flows in numerous in the inner jacket 23 of the mold (Fig. 11, 12, 13 and 14) provided longitudinal grooves 24 in a collector 25 from which it is withdrawn through outlet pipes 26 and 27. Located in the mold shown in the drawing the supply pipes and the distributor are at the top, while the collector and the outlet pipes are below are provided. The cooling water could also be directed from the bottom up.

Die Kühlwirkung der Kokille wird durch das Verhältnis der Länge der von dem schmelzflüssigen Stahl berührten Kokillenfläche (Fig. 13) zum Gesamtquerschnitt der Kühlwassernuten bestimmt. Die Dicke des Innenmantels der Kokille kann in Anbetracht der Wärmeleitfähigkeit des Kokillenmaterials (Eisen, z. B. Gußeisen, oder Stahl) so gewählt werden, daß das Temperaturgefälle an der Kokilleninnenwandung niedrig bleibt und die Wärmeverformung der Kokille keinesfalls zu einem Überschreiten der Elastizitätsgrenze des Materials führt. Die kleine Wandstärke der Kokille gewährleistet auch deren elastische Verformbarkeit. The cooling effect of the mold is determined by the ratio of the length of the molten steel Contacted mold surface (Fig. 13) determined to the total cross-section of the cooling water grooves. The thickness of the The inner shell of the mold can, in view of the thermal conductivity of the mold material (iron, z. B. cast iron, or steel) can be chosen so that the temperature gradient on the inner wall of the mold remains low and the thermal deformation of the mold in no way causes the elastic limit to be exceeded of the material leads. The small wall thickness of the mold also ensures its elastic deformability.

Bei der in den Fig. 11, 12,13und 14dargestellten Kokille findet als Innenmantel 23 bzw. 42 ein 12 mm dickes Eisenblech Verwendung. Wenn der Block mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min herausgezogen wird, kann die Höchsttemperatur der von dem schmelzflüssigen Stahl berührten Innenwandung bei einer Kühlwassergeschwindigkeit von 4m/sec in den Längsnuten 24 und einem Nutquerschnitt von 8,8 mm Tiefe und 4 mm Breite sowie in einem Nutmittenabstand von 10 mm unter 300° C gehalten werden. Auf diese ausgezeichnete Kühlwirkung ist es zurückzuführen, daß die Wärmespannung infolge der Wärmeausdehnung durch die Berührung mit dem schmelzflüssigen Stahl unterhalb der Elastizitäts- oder Streckgrenze des Kokillenwerkstoffes bleibt, selbst wenn die Kokille wie bei den Ausführungen gemäß F i g. 11 bis 14 durch eine Stützwand 28 bzw. 45 verstärkt ist. Die Kokille erfährt daher auch bei wiederholter Erhitzung während einer langen Betriebsdauer keine bleibende Verformung.In the case of the one shown in FIGS A 12 mm thick iron sheet is used as the inner jacket 23 or 42 of the mold. If the block with is pulled out at a speed of 300 mm / min, the maximum temperature of the molten steel touched the inner wall at a cooling water speed of 4m / sec in the Longitudinal grooves 24 and a groove cross-section of 8.8 mm depth and 4 mm width and in a groove center distance of 10 mm below 300 ° C. It is due to this excellent cooling effect that that the thermal stress due to thermal expansion through contact with the molten liquid Steel remains below the elasticity or yield point of the mold material, even if the mold as in the case of the statements according to FIG. 11 to 14 is reinforced by a support wall 28 and 45, respectively. the The mold therefore does not experience any permanent even after repeated heating over a long period of operation Deformation.

Die Fig. 11 zeigt verschiedene Möglichkeiten der Verbindung zwischen Innenmantel und Stützmantel der Kokille. Der Kokilleninnenmantel 23 aus Eisen, z.B. Gußeisen, oder Stahl weist zahlreiche Nuten 32 und Rippen 31 auf. Er bildet zusammen mit dem satt an ihm anliegenden Stützmantel 28 zahlreiche Längskanäle 24 für das Kühlwasser. Die beiden Mäntel können, wie bei 34 dargestellt, durch ein vorher in den Stützmantel 28 gebohrtes Loch hindurch miteinander verschweißt werden. Diese Bohrung wird bei 36 durch einen Stöpsel 35 verschlossen. Innen- und Stützmantel können aber auch dadurch miteinander verbunden werden, daß vorher kleine Löcher 37 in den Stützmantel gebohrt und an diesen Löchern durch Lochschweißen oder mit Schrauben eine Verbindung zu einer benachbarten Rippe 31 des Innenmantels hergestellt wird.Fig. 11 shows various possibilities of Connection between the inner jacket and the support jacket of the mold. The mold inner jacket 23 made of iron, e.g. cast iron or steel has numerous grooves 32 and ribs 31. Together with him, he forms full numerous longitudinal channels 24 for the cooling water on the supporting jacket 28 resting against it. The two coats can as shown at 34, through a hole previously drilled in the support jacket 28 through one another be welded. This bore is closed at 36 by a plug 35. Inner and support jacket but can also be connected to one another by making small holes 37 in the support jacket beforehand drilled and connected to these holes by plug welding or with screws an adjacent rib 31 of the inner jacket is made.

Die Kokille kann im Querschnitt quadratisch, rechteckig, vieleckig oder kreisförmig usw. sein. Vorwiegend wird der in F i g. 12 und 13 dargestellte rechteckige Querschnitt mit kreisbogenförmig abgerundeten Ecken benutzt.The mold can be square, rectangular, polygonal or circular, etc. in cross section. Predominantly the in F i g. 12 and 13 shown rectangular cross-section with a circular arc rounded Corners used.

Die Fig. 12 zeigt eine Kokille, deren vier Seitenwände so miteinander verschweißt sind, daß an jeder innenliegenden Ecke ein Kreisbogen vom Radius R vorhanden ist.12 shows a mold, the four side walls of which are welded to one another in such a way that an arc of radius R is present at each inner corner.

In Fig. 13 ist das Ausführungsbeispiel einer viel ekkigen oder kreisförmigen Rohrkokille dargestellt, die bei kleinen Kokillenquerschnitten vorteilhaft ist. Der Innenmantel 42 der Kokille wird von einem vieleckigen oder kreisförmigen, geschweißten Rohr gebildet, das außen mit zahlreichen Rippen 43 und Nuten 44 versehen ist. An dem Innenmantel ist ein Stützmantel 45 befestigt.In Fig. 13, the embodiment of a much angular or circular tubular mold is shown, which is advantageous for small mold cross-sections. The inner jacket 42 of the mold is a polygonal one or circular, welded tube formed with numerous ribs 43 and grooves 44 on the outside is provided. A support jacket 45 is attached to the inner jacket.

Die F i g. 14 zeigt eine Kokillenausführung, die besonders für Brammenkokillen von großem Querschnitt zweckmäßig ist. Bei der Herstellung dieser Kokille werden die vier Wände, wie bei 47 dargestellt, miteinander verschweißt.The F i g. 14 shows a mold design which is particularly suitable for slab molds with a large cross-section is appropriate. During the production of this mold, the four walls, as shown at 47, welded together.

Die Innenwandung der Kokille ist vorzugsweise mit einem Überzug aus Hartchrom oder Molybdän versehen. Es empfiehlt sich auch, die Wände der Kühlwassernuten galvanisch mit Chrom, Nickel, Zink oder Zinn zu überziehen oder chemisch zu behandeln, z. B. mit Molybdänsäure oder Chromsäure. Die Kokille kann auch mit einem ölschmiersystem versehen sein, um die Reibung zwischen Kokille und Stahlblock herabzusetzen. The inner wall of the mold is preferably provided with a coating of hard chrome or molybdenum. It is also advisable to galvanize the walls of the cooling water grooves with chrome, nickel, or zinc To coat tin or to treat it chemically, e.g. B. with molybdic acid or chromic acid. The mold can also be provided with an oil lubrication system to reduce the friction between the mold and the steel block.

Die in Fig. 15 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit einer Einrichtung zum Herabsetzen der Menge der in dem schmelz-The embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 15 is provided with a device to reduce the amount of

flüssigen Stahl enthaltenen Fremdstoffe und nichtmetallischen Einschlüsse und zum Verhindern des Einführens dieser Stoffe in den Stahlblock versehen. Der schmelzflüssige Stahl 1 wird bei ihr aus der Pfanne 3 zunächst in einen in der Mitte der Kokille angeordneten, keramischen Tiegel 72 gegossen, der in Bodennähe mehrere Löcher 73 aufweist. Da der in den Tiegel gegossene, schmelzflüssige Stahl eine Zeitlang in dem Tiegel verbleibt, schwimmen Schmutz und nichtmetallische Einschlüsse nach oben an die Oberfläche, so daß aus den Löchern nur reiner schmelzflüssiger Stahl langsam austritt. Die Strömungsrichtung in den Löchern ist von deren Richtung und Form abhängig. Bei dieser Ausführung führt der in die Kokille einströmende Stahl keine Schlacke mit. In dem Tiegel können auch Desoxydationsmittel zugesetzt werden.foreign matter and non-metallic inclusions contained in liquid steel and to prevent introduction these substances are provided in the steel block. The molten steel 1 is removed from the ladle 3 first poured into a ceramic crucible 72 arranged in the center of the mold, the one near the bottom has several holes 73. Since the molten steel poured into the crucible was in remains in the crucible, dirt and non-metallic inclusions float up to the surface, so that only pure molten steel slowly emerges from the holes. The direction of flow in the Holes depends on their direction and shape. In this version, the flowing into the mold leads Steel no slag either. Deoxidizing agents can also be added to the crucible.

Zum lösbaren Befestigen der Bodenplatte 9 an der Stange 7 eignen sich verschiedene an sich bekannte Einrichtungen. Eine solche Einrichtung ist in den Fig. 8 und 15 dargestellt. Die Stange7 ist dort an ihrem oberen Ende mit einem verbreiterten Kopf 53 versehen, der paßrecht in den konkaven Hohlraum 52 eines an der Bodenplatte befestigten Anschlußstücks 51 eingreift. Die Stange wird von zwei Haken 56 gehalten, die am einen Ende eine Rolle 55 tragen und von einer Feder 57 einwärts gezogen werden. Am unteren Teil des Blockwagens 8 ist eine Rollenführungsplatte 58 schräg angebracht. Sobald ein Stahlblock 14 nach unten auf den Wagen gezogen wird, stoßen die Rollen 55 auf die Rollenführungsplatte 58, wodurch die Haken 56 geöffnet werden und die Stange 7 selbsttätig von dem Anschlußstück 51 getrennt wird.Various known per se are suitable for releasably attaching the base plate 9 to the rod 7 Facilities. Such a device is shown in FIGS. The rod7 is there at hers The upper end is provided with a widened head 53 which fits right into the concave cavity 52 a connector 51 attached to the base plate engages. The bar is held by two hooks 56, which carry a roller 55 at one end and are pulled inward by a spring 57. At the bottom Part of the block carriage 8, a roller guide plate 58 is attached at an angle. As soon as a steel block 14 is pulled down on the carriage, the rollers 55 abut the roller guide plate 58, whereby the hooks 56 are opened and the rod 7 is automatically separated from the connecting piece 51.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 209 543/123For this purpose 2 sheets of drawings 209 543/123

Claims

Patent claims:

1. Process for the ingot casting of steel ingots with a large cross-section and a great length in thin-walled, water-cooled molds, after which the molten steel into the through a Lowerable base plate sealed mold and poured the base plate with which on this supporting block lowered according to the casting speed to the desired block length is characterized by that the Kokillenniantel radial and axial synchronized with each other during the casting process Movements are granted.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the duration of Downward movement and the application of pressure to the duration of the upward movement and the relief depending on the bulging tendency of the steel block between 1: 1 and 10: 1 is selected.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the speed of the downward movement of the mold is preferably equal to the extraction speed of the block and the speed of the upward movement of the Mold is a multiple of the speed of the downward movement.

4. Device with a mold that is open at the top and bottom and has a lowerable bottom for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized by a first device (12) for periodically moving the mold (5) back and forth in the axial direction and by a second device (13) operating synchronously with the first device (12) for the periodic Inward and outward movement of the mold shell (23, 28) in the radial direction, wherein the thin-walled with per se known coolant channels (24) in the jacket (23, 28) The mold (5) is rigid at the top and has an elastically deformable section underneath, on which the second device (13) engages.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the coolant channels (24) in the Mold shell (23, 28) run axially parallel.