DE1939777A1 - Stranggiesskokille zum Giessen von Metall,insbesondere Stahl - Google Patents

Description

• Stranggiesskokille zum Giessen von Metall, insbesondere Stahl Die Erfindung bezieht sich auf eine StranggiesslSokille zum Giessen von Metall, insbesondere Stahl, die aus durch in einem A>hmen gehaltenen und verspannten, gekühlten Platten sowie zwischen diesen befindlichen und mit diesen zusammen den Formhohlraum bildenden Uebergangsstücken besteht. Bei üblichen, aus Platten zusammengesetzten Kokillen muss nach einer gewissen Betriebszeit eine Nachbearbeitung der Platten vorgenommen werden, da unter dem Einfluss der auftretenden Beanspruchung sowohl mechanischer als auch thermischer Art ein Verschleiss der den Formhohlraum bildenden Kokillenwände auftritt. Durch diese Nachbearbeitung wird der ursprüngliche Querschnitt des Formhohlraumes verändert, d. h. der Querschnitt des gegossenen Stranges ändert sich ebenfalls. Zur Erzielung eines gesunden Gussproduktes und zur Vermeidung von gefürchteten Durchbrüchen ist es jedoch unbedingt erforderlich, die der Kokille folgende Strang führung genau auf den Querschnitt des Formhohlraumes bzw.
• des Stranges auszurichten.
• Zur Vermeidung von Kantenrissen ist es ferner notwendig, die Kantenpartien des Formhohlraumes entsprechend abzurunden.
• Insbesondere bei Plattenkokillen zum Giessen von Strängen mit grösseren Querschnitten, z.B. von Brammen, werden deshalb die Abrundungen in die Platten eingearbeitet. Bei Verschleisserscheinungen an den Platten, z.B. einer Längsplatte einer Erammenkoille, muss demnach sowohl die Platte als auch die Rundung nachbearbeitet werden. Wie eingangs beschrieben, ergibt sich dadurch zwangsläufig ein grösserer Querschnitt des nachdem Zusammenbau der Kokille gegossenen Stranges, und der beschriebene Nachteil tritt auf, Eine Nachjustierung des Kokillenmasses macht andererseits wegen des erheblichen Zeitaufwandes einer solchen Massnahme einen bestimmten Kokillenpark erforderlich, wenn keine Produkt ionsverminderung in Kauf genommen werden soll.
• Es sind aus Platten bestehende Kokillen bekannt, bei denen die Seitenplatten durch dazwischen liegende Uebergangsstücke miteinander verbunden und diese Seitenplatten und Eckstücke fest in einem ausseren Rahmen gehalten sind.
• Zur Erzielung einer gewünschten Konizität ist audi eine Kokille bekannt, die auswechselbare Eckstücke mit unterschiedlichen Neigungswinkeln aufweist.
• Bei diesen beiden, zum Stand der Technik gehörenden Plattenkokillen ergeben sich neben den erwähnten noch weitere Nachteile dadurch, dass die getrennt von den Platten vorliegenden, jeweils die Ecken bildenden Stücke ebenfalls den nachgearbeiteten Platten angepasst werden müssen. Dies führt insbesondere in Bezug auf die Einhaltung einer korrekten Rundung und einem korrekten Uebergang zu den anschliessenden Platten zu Schwierigkeiten. Weitere Nachteile entstehen durch die vermehrte Anzahl von die Spaltbildung ermöglichenden Stossstellen zwischen den Platten und den getrennten Eckstücren. Durch die thermische Ausdehnung während des Betriebes speziell-durch deren Ungleichmässigkeit über die Kokillenlänge können die aneinander stossenden jedoch nicht miteinander verbundenen Teile bleibende Deformationen erleiden, die bei der Abkühlung und vor dem nächsten Guss zur Spaltbildung insbesondere im Badspiegelbereich führen. In diese Spalte dringt Metall ein, erstarrt und vergrössert noch die schon bestehenden Spalte. Fehlerhafte Stränge und Durchbrüche sind dann nicht mehr zu vermeiden.
• Das Erzeugungsprogramm eines neuzeitlichen Hüttenwerkes erfordert Stränge verschiedener Abmessungen als Ausgangsmaterial, z.B. als Einsatz für Breitbandstrassen. Diese Forderung bedingt die Haltung eines umfangreichen und dementsprechend kostspieligen Kokillenparks.
• Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile zu vermeiden und insbesondere die gewünschte Abstimmung zwischen Kokillenmass und Strangführung auch nach einer Nachbearbeitung auf einfache Weise beizubehalten, die zu Durchbrüchen führende Spaltbildung zu vermeiden, sowie den Kokillenpark möglichst itlein u halten Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass bei einer Stranggiesskokille vorherbeschriebener Art die Uebergangsstücke fest eingefügte, jedoch auswechselbare Teile einer Platte bilden und die anschliessende Platte im an den Formhohlraum angrenzenden Fugenbereich druckbelastet nur gegen das Uebergangsstück wirkt. Durch die feste Einfügung des Uebergangsstückes, z.B. durch Stiftschrauben und Führungsstifte, in die Platte, wird das Uebergangsstück Teil der einen Platte und dehnt sich mit dieser aus. Der fugenlose Zusammenstoss von Uebergangsstück und Platte bleibt bei thermischer Beanspruchung daher erhalten, bleibende Deformationen treten nicht auf, und es bildet sich an dieser Stelle kein Spalt aus.
• Ist eine Nachbearbeitung der Platte notwendig, wird das mit ihn verbundene, auswechselbare Uebergangsstück entfernt und durch ein neues ersetzt. Hernach wird die Platte zusammen rnit dem neu eingefügten Teil der Platte bildenden Uebergangsstück, nachbearbeitet. iach der Anpassung der anderen, anschliessenden Platte bleibt somit das ursprüngliche Kokillenmass erhalten.
• Die Auswechselbarkeit hat ferner den Vorteil, dass stark verschlissene Teile der Eckenpartien leicht ersetzt werden können.
• Ein weiterer grosser Vorteil der Auswechselbarkeit ergibt sich aus folgendem: Oft wird gefordert, Stränge unterschiedlicher Querschnittsgrössen zu giessen. Dies bedingt für jedes Format eine Kokille, wodurch der Kokillenpark stark anwächst. Durch Wahl geeigneter Abmessungen der Einsatzstücke ist es möglich, mit nur einer Stammkokille Formate unteischiedlicher Grösse zu giessen. So kann z.B. auf einfache Weise der Abstand zweier gegenüberliegender Platten durch Uebergangsstücke unterschiedlicher Höhe verändert werden, wodurch z.3. bei einer Brammenkokille Stränge unterschiedlicher Dicke erzeugt werden können, wenn das Uebergangsstück als Teil der Längsplatte ausgebildet wird und sich seine Höhe in Richtung der Querplatte erstreckt. Andererseits können auch Stränge unterschiedlicher Querschnittslän£ge dadurch erhalten werden, dass die in die Längsplatte eingesetzten Uebergangsstücke unterschiedliche, 5 ich in Itichtung der Längsplatte erstreckende Längen aufweisen.
• Die Druckbelastung wird wie üblich durch Spannvorrichtungcn, die z.B. bei Branimenkokillen zwischen zwei gegenüberliegenden Wandelementen wirksam sind, aufgebracht.
• Sollen Stränge mit rechteckförmigen Querschnitten, z.B.
• Brammen, gegossen werden, wird man das Uebergangsstück vorteilhaft als Teil der Längsplatte vorsehen, da bei einer Nachbearbeitung die Anpassung der Querplatte an die nachbearbeitete LänÖsplatte einfacher vor sich geht.
• Zur Herstellung von Strängen unterschiedlicher Breite werden vielfach sogenannte Verstellkokillen verwendet, deren Querplatten unter Aenderung ihres gegenseitigen Abstandes verstellbar sind. Durch diese Verstcllung bzw. durch die Druckbelastung dieser Querplatten zwischen den Längsplatten können Beschädigungen der die Breitseiten bildenden Längsplatten leicht auftreten.
• Durch eine feste Einfügung von Uebergangsstücken in die Querplatten, wobei der Druck zwischen den Längsplatten und den ihnen zugewandten Einsatzstücken übertragen wird, wird eine Beschädigung der Längsplatten insbesondere dann verhindert, wenn die UeberganÖsstücke aus einem Material mit gegenüber den Platten niedriger mechanischer Festigkeit bestehen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei allfälliger Nachbearbeitung der Querplatten der ursprüngliche Abstand zwischen den Längsplatten wieder hergestellt wird, wenn entsprechend starke Uebergangsstücke eingefügt werden Durch häufiges Verstellen der die Schmalseiten bildenden Platten und durch-den wirkenden Druck, der sowohl von der Einspannung der Platten, als auch von der thermischen Ausdehnung herrührt, können zudem Beschädigungen z.B-. in Gestalt von Eindrücken an den die Breitseiten bildenden Platten auftreten. Dies wird durch Verwendung der Uebergangsstücke insbesondere dann vermieden, wenn sie aus einem Material mit gegenüber dem Plattenmaterial geringerer mechanischer Festigkeit bestehen. Bei Verwendung z.B.
• von Reinkupfer für die platten können die Uebergangsstücke aus phosphordesoxydiertem Kupfer oder sauerstofffreiem vlektrolytkupfer, das einer geeigneten Wärmebehandlung unterzogen würde, hergestellt sein. Oft kann es aber auch von Vorteil sein, enn in den üblicherweise stärker beanspruchten Eckenpartien Uebergangsstücke mit gegenüber dem Plattenmaterial grösserer mechanischer Festigkeit eingesetzt werden, wodurch die Standzeit der Kokille erhöht wird.
• Zur Erzielung einer nachhaltigen Verbindung und damit Verhinderung einer Spaltbildung zwischen Uebergangsstück und anschliessender Platte ist cs auch besonders oft vorteilhaft, die einander zugeordneten Flächen von Uebergangsstück und Platte nur im an den Formhohlraum unmittelbar angrenzenden Fugenbereich aneinander zu drücken. In diesem Bereich der aneinander gedrückten Flächen, die auch gegenüber den, den Formhohlraum bildenden, Plattenflächen geneigt sein können, treten dann hohe spezifische Flächendrücke auf, die den Fugenhereich zum Formhohlraum dicht abschliessen und ein Eindringen von Schmelze verhindern. Ur,l eine eventuelle Deformation der anschliessenden Platte hintanzuhalten, wird vorteilhaft zwischen Uebergangsstück und dieser Platte eine Auflage leiste vorgesehen. Aus schon angeführten Gründen wird das Material des Uebergangsstückes und der Auflageleiste vorteilhaft eine höhere mechanische Festigkeit aufweisen als die Platten.
• Durch Abschrägung der Auflageleiste und/oder des Uebergangsstückes ausserhalb des unmittelbar an den Formhohlraum angrenzenden vubenbereichs wird ein Spalt gebildet. Die entstehenden Drücke werden somit nur über die aneinander anliegenden Flächen übertragen, wobei diese Ausbildung dann von besonderem Wert ist, wenn das Material von Uebergangsstück und Leiste höhere Festigkeit als die anschliessenden Platten besitzt.
• Weitere Merkmale gehen aus den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen hervor.
• -Es zeigen: Figur 1 einen horizontalen Schnitt durch einen Teil der erfindunbsgemässen Stranggiesskokille, Figur 2 einen Eckteil dieser Kokille im Schnitt, Figur 3 einen Eckteil einer Stranggiesskokille in einer weiteren Ausbildung und die Figuren 3, 4 und 5 v.'eitoie vorteilhafte Ausbildungsformen.
• In der Figur 1 ist ein Teil der erfindungsgemässen Stranggiesskokille beispielsweise für eine Bramme dargestellt, bei der Platten 1 und 2 in Form vOll L.insvs- und Querplatten an Stützplatten 3 und 4 befestigt sin. Die platten 1 und 2 bestehen aus Kupfer und weisen Kühlschlitze 5 auf, in denen das Kühlmedium, z.B. Wasser zirkuliert. Di- latten 1 und 2 sind über die einen Rahmen bildenden Stützplatten 3 und 4 mittels einer Spannvorrichtung 6 federnd miteinander verspannt. In die Längsplatte ist das Uebergangsstück 8 fest, jedoch auswechselbar eingefügt, gegen das die anschliessende Querplatte 2 druckbelastet wirkt. Die Platten 1 und 2 bilden zusammen mit dem Uebergangsstück 8 den Formhohlraum 9.
• Die Figur 2, die im vergrösserten Massstab einen Eckteil der in der Figur 1 gezeigten Kokille darstellt, offenbart weitere Einzelheiten. Das Uebergangsstück ist in eine Ausnehmung der Platte 1 eingefügt und durch Stiftschrauben 10 an der Platte bcfestigt. Somit bildet das Uebergangsstück 8 selbst einen Teil der Platte 1. Durch Lösen der Schrauben 10 ist das Uebergangsstück 8 entfernbar. An das Uebergangsstück 8 schliesst sich quer zur Platte 1 die Platte 2 an, wobei sich dazwischen der an den Formhohlraum 9 anschliessende Fugenbereich 11 befindet. Der auf die Platte 2 ausgeübte Druck wirkt nur in diesem Bereich auf das Uebergangsstück, da zwischen den, den restlichen einander zugeordneten Flächen der Platten 1 und 2 bzw. der Platte 2 und dem UeberganOsstück 8 ein Spalt 12 vorgesehen ist.
• Die Figur 3 zeigt ein Eckteil einer Kokille mit eingesetztem Uebergangsstück~8' wobei dieses Uebergangsstück 8' an der, der Platte 2 zugewandten Seite nur teilweise und zwar im Fugenbereich 7 an die Platte 2 anliegt und angedrückt wird. Dieser Beeich beträgt etwa ein Drittel der Plattenstärke.
• Abweichend von dem in der Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Figur 4 ein Eckteil einer Kokille dargestellt, bei dem zwischen dem Uebergangsstück 8" und der anschliessenden Platte 2 eine Auflageleiste 13 vorgesehen ist. Diese Auflageleiste ist an der dem Uebergangsstück 8" zugekehrten Seite abgeschrägt, sodass in dem an den ormhohlraum anrenzenden Fugenbereich ein Spalt 14 gebildet wird Da die Druckübertragung nunmehr nur über die aneinanderliegenden Flächen erfolgt, wird man zweckmässig für das Uebergangsstück 3" und für die Auflageleiste 13 ein Material mit gegenüber den Platten 1 und 2 höherer mechanischer Festigkeit, z.B. eine aushärtbare Kupferlegierung, verwenden.
• Dic Figur 5 zeigt die Ausbildung des Eckteiles einer orille mit rechteckförmigem Querschnitt und verstellbaren Querplatten bei der das Uebergangsstück 8"' in die Platte 2, die hier als Querplatte wirkt, eingefügt und mit dieser befestigt ist und somit mit dieser eine Einheit bildet. iiierdurch sind mit einer Stammkokille boliebig breite Giessquerschnitte durch Verschieben der Platte 2 längs der Platte 1 in Richtung des Pfeiles 16 möglich, ohne dass auf die oben beschriebenen Vorteile des eingefügten Uebergangsstückes verzichtet erden muss. Gegebenenfalls kann mit dem Verschieben bzw. Verstellen der Platte 2 auch eine Vergrösserung der Höhe des Uebergangsstückes Hand in Hand gehen, um so auch eine Variatfonsmöglichkeit in der Dicke des gegossenen Stranges zu haben Das Material für das Uebergangsstück 8"' kann niedrigere mechanische Festigkeit besitzen als die Koliillenplatten.
• In der Figur 6 schliesslich ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Uebergangsstück 8"" in die z.B. als Längsplatten einer Kokille mit rechteckigem Formhohlraum wirkenden Platten 1 fest aber auswechselbar eingefügt sind. Die im Fugenbereich 17 aneinanderstossenden Flächen sind in diesem Ausführungsbeispiel gegen die, den Formhohlraum 9 bildenden Kokillenfläche geneigt.
• Durch Wahl unterschiedlicher Breiten der Uebergangsstücke lässt sich auch hiermit in gewissen Grenzen eine Querschnittsänderung des zu giessenden Stranges erreichen. Alle diese unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten der Uebergangsstücke führen zu einer Kokille mit einem weiten Einsatzbereich, ohne dass ein grosser Kokillenpark erforderlich wäre.

Claims (15)

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Stranggiesskokille, zum Giessen von Metall, insbesondere Stahl, bestehend aus durch in einem Rahmen gehaltenen und verspannten, gekühlten Platten sowie zwischen diesen befindlichen und mit diesen zusammen den Formhohlraum bildenden Uebergangsstücken, dadurch gekennzeichnet, dass diese Uebergangsstücke (8) fest eingefügte, jedoch auswechselbare Teile einer Platte (1 bzw. 2) bilden und die anschliessende Platte (2 bzw. 1) im an den Formhohlraum (9) angrenzendentFugenbereichdruckbelastet nur gegen das Uebergangsstück (8) wirkt.

2. Stranggiesskokille nach Anspruch 1 zum Giessen von Strängen mit rechteckförmigem Querschnitt, wobei die kokille Längs- (1) und Querplatten (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Uebergangsstück (8, 8', ", 8"") Teil der Längsplatte (1) bildet.

3. Stranggiesskokille nach Anspruch 2, insbesondere mit verstellbaren Querplatten, dadurch gekennzeichnet, dass das Uebergangsstück (8"') Teil der Querplatte (2) bildet.

4. Stranggiesskokille nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Uebergangsstück (8, 8', 8", 8"") aus einem Material mit gegenüber den Platten höherer mechanischer Festigkeit besteht.

5. Stranggiesskokille nach einem der Ansprueche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Uebergangsstück (8"') aus einem Material mit gegenüber den Platten niedrigerer mechanischer Fesffgkeit besteht.

6. Stranggiesskokille nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material höherer mechanischer Festigkeit eine aushärtbare Kupferlegierung ist.

7. Stranggiesskokille nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass das Material niedrigerer mechanischer Festigkeit aus wärmebehandeltem per oder einer wärmebehandelten Kupferlegierung besteht.

8. Stranggiesskokille nach Anspruch 1 zum Giessen von Strängen mit unterschiedlichen Querschnitten, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier gegenüberliegenden Platten (1 bzw. 2) durch Uebergangsstücke (8) unterschiedlicher Höhe veränderbar ist.

9. Stranggiesskokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugeordneten Flachen vom Uebergangsstück (8',8") und Platte (2) nur im an den Formhohlraum (9) unmittelbar angrenzenden Fugenbereich (7) aneinander gedrückt sind.

10. Stranggiesskokille nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Formhohlraum (9) unmittelbar angrenzende Fugenbereich (7) bis etwa ein Drittel der Plattenstärke beträgt.

11. Stranggiesskokille nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet dass die aneinandergedrückten Flächen im Fugenbereich (7) abgeschrägt sind.

12. Stranggiesskokille nach Anspruch 9, dadurch-gekennzeichnet, dass zwischen Uebergangsstück (S") und anschliessen-der Platte (2) eine Auflageleiste (13) vorhanden ist.

13. Stranggiesskokille nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Uebergangsstückes (8") und der Auflageleiste (13) höhere mechanische Festigkeit aufweist als die Platten (1, 2).

14. Stranggiesskokille nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass durch Abschrägung der Auflageleiste (13) und/oder des Uebergangsstückes (S', 8") ausserhalb des unmittelbar an dem Formhohlraum (9) angrenzenden Fugenbereiches (7) ein Spalt (14) gebildet ist.

15. Stranggiesskokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Uebergangsstück (8) an der Platte (1 bzw. 2) durch Stiftschrauben (10) undZoder Führungssiifte befestigt ist.