DE1958753B2 - Kokille für das senkrechte Stranggießen von Metallen - Google Patents

Description

Verbindungsrohre (16, 18) tangential zum Rand mäßig groß.

der Kühlkammer (14) dieser zugeführt bzw. aus ao Die geringe Abkühlung, insbesondere beim Verdieser abgezogen wird, wobei die Kühlflüssigkeit gießen von Eisen, kann verhältnismäßig schnell die im ganzen Bereich des mit dem gegossenen Me- Ursache einer zu großen örtlichen Erhitzung der tall in Berührung stehenden Bandes eine ununter- Bänder sein, da diese der Gefahr des Brechens ausbrachen fließende Flüssigkeitsschicht bildet und gesetzt sind. Dies macht eine Unterbrechung des der Querschnitt des Rohres (18) für den Austritt 25 Gießprozesses, gegebenenfalls die Durchführung von der Kühlflüssigkeit derart bemessen ist, daß der Instandsetzungsarbeiten notwendig, was den Nutzen auf das umlaufende Band (1) wirkende Druck des Stranggießverfahrens erheblich beeinträchtigt,
der Kühlflüssigkeit mindestens den maximalen Ferner ist es bei einer ähnlichen horizontalen Druck des flüssigen Metalls in der Kokille korn- Stranggießmaschine an sich bekannt (W. Schwarzpensiert. 30 maier: Stranggießen, Stuttgart 1957, S. 25/27), in

dem den Formkanal bildenden Bereich der Kokille zwischen dem jeweiligen Metallband und einer

Rückwand Abstandstücke vorzusehen, wodurch zwischen Band und Rückwand eine Anzahl Kammern 35 gebildet werden, in die Kühlwasser eingeleitet wird. Das Metallband wird dort unabhängig vom Kühlwas-

Die Erfindung betrifft eine Kokille für das senk- serdruck durch die Rückwand magnetisch gegen die

rechte Stranggießen von Metallen, bei der die Kokil- Abstandstücke gezogen.

lenwände aus über Stützwalzen umlaufenden, unab- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

hängig von einander flüssigkeitsgekühlten Bändern 40 Stranggußkokille der eingangs beschriebenen Art zu

bestehen, die sich in Strangrichtung mit einer der schaffen, deren bewegliche Bänder einer dauernden

Strangabzugsgeschwindigkeit entsprechenden Ge- und gleichmäßigen Kühlung unterworfen sind,

ichwindigkeit bewegen und die zum Anpressen an Gleichzeitig soll die Kühlung mit einem verhältnis-

den Strang gegeneinander verstellbar angeordnet mäßig großen Durchsatz an Kühlflüssigkeit und bei

iind. 45 niedrigem Druck erfolgen.

Kokillen der vorgenannten Art weisen gegenüber Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch Kokillen mit festen oder auch Schwingungen ausfiih- gelöst, daß auf der Rückseite eines jeden Bande;· eine renden Wänden den Vorteil auf, daß die die Wände Kühlkammer vorgesehen ist, die auf der der Kokille bildenden Bänder sich kontinuierlich mit im wesent- zugekehrten Seite vor dem Band verschlossen ist und liehen derselben Geschwindigkeit wie das erstarrende 50 die am oberen und unteren Ende je eine Kammer Material bewegen und sich praktisch ohne jegliche aufweist, mittels derer die Kühlflüssigkeit über Ver-Reibung auf dem erstarrenden Block abrollen, wo- bindungsrohre tangential zum Rand der Kühlkamdurch Gußerzeugnisse mit wesentlich besseren Ober- mer dieser zugeführt bzw. aus dieser abgezogen wird, flächeneigenscharten erhalten werden. wobei die Kühlflüssigkeit im ganzen Bereich des mit Ein weiterer Vorteil dieser Kokillen ist, daß zwi- 55 dem gegossenen Metall in Berührung stehenden Banschen dem Block und den Kokillenwänden auf der des eine ununterbrochen fließende Flüssigkeitsganzen Länge der Kokille ein inniger Kontakt auf- schicht bildet und der Querschnitt des Rohres für rechterhalten werden kann. Die Bänder können ge- den Austritt der Kühlflüssigkeit derart bemessen ist, gen den Block gepreßt werden und so der Kokille daß der auf das umlaufende Band wirkende Druck eine leichte Konizität geben, die der jeweiligen 60 der Kühlflüssigkeit mindestens den maximalen Druck Schrumpfung des erstarrenden Metallblocks ange- des flüssigen Metalls in der Kokille kompensiert,
paßt werden kann. Gegenüber Kühlvorrichtungen, bei denen Wasser Das Vergießen zwischen beweglichen Bändern mit Hilfe von Düsen auf die Bänder gesprüht wird, stößt jedoch insofern auf Schwierigkeiten hinsichtlich hat die erfindungsgemäße Art der Kühlung den Vorder Kühlung der die Wände der Kokille bildenden 65 teil, daß das Wasser auf einfache Weise wiederge-Bänder, als diese möglichst dünn sein müssen, um wonnen und in einem geschlossenen Kreislauf umgeüber die Stütz- und Umlenkwalzen geführt werden zu wälzt werden kann, wodurch ein wesentlich geringekönnen, trotzdem aber eine große mechanische rer Wasserverbrauch erzielt wird.

Gegenüber der Kühlung mittels aufgesprühten zeigt, sind diese Walzen mit Rillen versehen, was die

Wassers hat die erfindungsgemäße Axt der Kühlung Kühlung der Walzen erleichtert. Die Pfeile 7 der

noch den weiteren Vorteil einer vollkommen gleich- Fig.2 zeigen die Fließrichtung des Metalles an. Das

mäßigen Kühlung der Bänder über die ganze Breite Band wird von der Trommel 8 mit einer Gescbwin- und Länge der Kühlkammer, da die an das Band an- S digkeit von 2,5 m/min angetrieben, die der Extrak-

grenzende Wasserschicht an allen Punktet dieselbe tion&geschwindigkeit der Kokille entspricht. Dies hat

Geschwindigkeit aufweist und keinerlei Stauungen, den Vorteil, daß zwischen dem erstarrenden Metall

wie im Falle des Aufsprühens, erfolgen. und dem Band keine Reibung erzeugt wird und ein

Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil besteht Erzeugnis mit glatten Oberflächen erhalten wird. Das noch darin, daß bei dieser Art der Kühlung um den io Band wird mittels einer Spannrolle 9 mit einer Kraft

Kern des Blocks, der sich noch in flüssigem Zustand von etwa 1000 kg gespannt, wobei die Rolle durch

befindet, eine Haut aus erstarrtem Metall gebildet eine Hubvorrichtung 10 betätigt wird, die die erfor-

wird, die sehr bald dick genug ist, um das Metall derliche Spannung erzeugt.

schnell aus der Kokille abzugeben. Auf diese Weise Die auf das Band ausgeübte Kraft beträgt daher

kann auch die Gießgeschwindigkeit gesteigert wer- 15 ungefähr 10 kg/mm², was unterhalb der Elastizitäts-

den, so daß man, um die Produktion eines Konver- grenze liegt und eine verhältnismäßig große Lebens-

ters mit gegebener Tonnage zu vergießen, mit einer dauer des Bandes gewährleistet. Das Band läuft über

kleineren Anzahl von Strangguß-Reihen auskommen eine Hilfswalze 11, die dazu dient, den Winkel zwi-

kann. sehen den Trumms vor und hinter der Stützwalze 5

Da der Druck im Inneren der Kühlkammer den 20 zu vergrößern. Die Achsen dieser Walzen sind in

Druck des gegossenen Metalls, insbesondere im unte- dem Maschinengestell 12 gelagert, dessen Seitenteile

ren Teil der Kokille, kompensiert, so bleiben die mittels eines Zugankers 13 miteinander verbunden

durch die Bänder gebildeten Wände der Kokille und sind.

damit auch die Außenflächen des Gußstückes voll- Das Kühlsystem weist eine mit hoher Geschwin-

kommen eben. Damit sind auch die Bänder keinerlei as digkeit durchströmte Kühlkammer 14 auf, die auf

Querbelastung ausgesetzt. der einen Seite von dem Band 1, und auf der anderen

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeivpiel der Seite von der starren, parallel zum Band 1 angeord-

erfindungsgemäßen Kokille in schematischer Weise neten Wand begrenzt wird. An den Schmalseiten der

dargestellt. Es zeigt Kühlkammer sind in der Zeichnung nicht dargestellte

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Kokille mit vier 30 Dichtungsleisten vorgesehen. Das Kühlwasser tritt

rechtwinklig zueinander angeordneten umlaufenden aus der Zuflußkammer 17 über das Verbindungsrohr

Bändern, 16 in die Kühlkammer 14 ein und fließt am unteren

F i g. 2 eine Seitenansicht des Antriebssystems Ende der Kammer durch das gekrümmte Verbin-

eines der Bänder der Kokille, dungsrohr 18 in die Abflußkammer 19 und aus die-

F i g. 3 ein senkrechter Teilschnitt des Kühlsystems 35 ser durch die Leitung 21 ab. Eine entsprechende Zu-

eines Bandes, flußleitung 20 ist an der Kammer 17 vorgesehen. Die

F i g. 4 einen senkrechten Schnitt durch die Zu- beiden Leitungen 20 und 21 sind an ein Umwälzfluß-Wasserkammer und den oberen Teil der Kühl- pumpsystem angeschlossen. Die rückwärtige Begrenkammer, zung der Kühlkammer 14 wird in ihrem oberen Teil

Fig. 5 eine Seitenansicht der Zufluß-Wasserkam- 40 durch die Platte 15ο und in ihrem unteren Teil

mer mit den zur oberen Stützwalze führenden Kanä- durch die Platte 15 ö gebildet. Die gesamte Länge

len, des mit dem Metall in Berührung stehenden Bandes

F i g. 6 ein waagerechter Schnitt durch die Zu- beträgt etwa 700 mm.

fluß-Wasserkammer in der Ebene der Achsen der Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, sind die Kammern

Zuflußstutzen. 45 17 und 19 an einem Rahmen 22 angebracht, an dem

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, können die einzelnen die Platten 15a und 15 b mittels Schrauben 23a und die Kokille bildenden Bänder 1, 1 a, 1 b, 1 c in einer 24 α bzw. 23 b und 24 b befestigt sind. Die Zuflußleizur Kokillenachse senkrechten Richtung gegeneinan- tung 20 ist mittels Schrauben 20 b und 20 c an dem der versetzt werden, wie es die Pfeile 2 α und 3 α an- Teil 20 α befestigt; in gleicher Weise ist die Leitung zeigen, so daß der Querschnitt des Blockes 4 in ein- 50 21 an die Platte 21a angeflanscht und mittels fächer Weise zur Herstellung unterschiedlicher Er- Schrauben 21 b und 21 c gesichert. Diese ganze Bauzeugnisse geändert werden kann. einheit ist an dem Gestell 12 mittels Schrauben 25

Der die Kokille begrenzende Teil der Bänder kann und 26 befestigt, die es erlauben, den Abstand des auch zur Kokillenachse unter einem Winkel geneigt Kühlsystems von dem Gestell festzulegen. Die sein, so daß es möglich ist, dem Raum, der zur Auf- 55 Schraube 26 ist in eine Gewindehülse 27 eingenahme des flüssigen Metalls bestimmt ist, die Gestalt schraubt, ihr Kopf stützt sich auf dem Teil 21a ab. eines Pyramidenstumpfes zu geben, die sich nach un- Eine zur Festlegung des Abstandes dienende Gegenten verjüngt. Eine solche Ausbildung der Kokillen- mutter 28 weist einen Gewindeteil 29 auf, der in das wände ermöglicht es, die durch die Abkühlung des Innengewinde 30 der Buchse 27 eingreift. Der AbMetalls verursachte Schrumpfung auf der ganzen 60 flußslutzen 21 ist mittels einer elastischen Muffe 32 Länge des Blockes zu kompensieren und so einen mit einer Abflußleitung 31 α und 31 b verbunden, optimalen Kontakt zwischen jeder der Wände und Die entsprechende Zuflußleitung zum Stutzen 20 ist dem Metall zu bewirken. in der Figur nicht dargestellt.

Die einzelnen Bänder sind 200 mm breit und Aus F i g. 4 ist die besondere Gestalt des Verbin-

0,5 mm dick. Sie bestehen aus besonders weichem 65 dungsrohres 16 zu erkennen. Es besteht aus einem

Stahl mit. einem Kohlenstoffgehalt von 0,035 %>. Sie sich verjüngenden Teil 33 und einem sich an diesen

laufen über die Stützwalzen 5 und 6, zwischen denen anschließenden, im wesentlichen zylindrischen Teil

jeweils ein Kühlsystem angeordnet ist. Wie F i g. 5 34, der von einer konkav gekrümmten Oberfläche

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eines Gewölbeteiles 35 und dem Scheitel 36 der sind. Diese Leitungen münden in im wesentlichen

Platte 15 begrenzt wird. Diese Flächen gehen tangen- halbzylindrische Rillen 38, in denen das Wasser

tial in die Bandebene bzw. in die Ebene der Kam- längs des Bandes emporsteigt und an den Umfang

merrückwand über. Die mittlere Geschwindigkeit der der Walze 5 gelangt. Die die Kammer 17 abdeckende

auf diese Weise sich ausbildenden laminaren Strö- 5 Gewölbeplatte 35 ist am Gestell 20 α mittels Schrau-

mung beträgt etwa 7 m/sec, was einer Wasserdurch- ben 39 befestigt.

flußmenge durch die etwa 15 mm tiefe Kammer von Fig. 5 zeigt die Zuflußkammer 17 mit abgenom-20 m³/h entspricht. Der sich verjüngende Teil 33 er- mener Platte 15 o, die an der Schmalseite der Gewölmöglicht einen nur sehr kleinen Druckverlust zwi- beplatte 35 vorgesehenen Rillen 38 sowie die mit sehen der Zuflußkammer 17 und der Kühlkammer io Umfangsrillen versehene Walze 5. Die Rillen 38 ver-14. Das um etwa 45° gegenüber der Horizontalen mindern die Gleitreibung des Bandes 1 in diesem Begeneigte Verbindungsrohr 16 verjüngt sich von etwa reich. Auf der rechten Seite dieser Figur ist eine 8 mm auf etwa 5 mm, während das Abfluß-Verbin- Dichtleiste 40 dargestellt, die in einer Ausnehmung dungsrohr 18 eine gleichbleibende Weite von etwa 41 (F i g. 6) zwischen einer aus Aluminiumbronze be-10 mm aufweist. Bei einem solchen Verhältnis der 15 stehenden Schiene 42 und dem Maschinenrand anQuerschnitte herrscht beispielsweise im Inneren der geordnet ist. Die Schiene 42 ist an dem Gestell mit-Zuflußkammer 17 ein Druck von 0,8 Bar und in der tels Schrauben 43 befestigt und kann daher zum Kühlkammer 14 ein Druck von 0,62 Bar. Dieser Auswechseln der Dichtung leicht abgenommen wer-Druck entspricht ziemlich genau dem von dem flie- den. Die Dichtung besteht aus synthetischem fluorßenden Metall auf das Band ausgeübten Druck, der 20 haltigem Gummi, der eine besondere Widerstandsfäwährend des Gießens bei einem spezifischen Gewicht higkeit gegen hohe Temperaturen aufweist. Sie ist an des Metalls von 7,2 etwa 0,50 Bar beträgt. ihrer an dem Band anliegenden Schmalseite schräg

Mit diesem Kühlsystem kann eine Wärmemenge zugeschnitten, um auf diese Weise ein besseres Anvon ungefähr 200 cal/cm²/sec abgeführt werden. Die liegen der Dichtung mit breiterer Fläche an dem Wassertemperatur beträgt am Eintritt in die Kühl- 25 Band zu erzielen. Auf diese Weise kann der Wasserkammer 20° C und am Austritt etwa 40° C. Bei die- druck sich auf einer größeren Fläche der Dichtung sen Werten ist eine örtliche übermäßige Erhitzung auswirken, wodurch eine vollkommene Abdichtung des Bandes und somit auch die Gefahr eines Durch- gewährleistet wird. Das Anpressen der Bänder gegen braches des Bandes vermieden. den Block mittels des Wasserdruckes bringt den wei-

Im oberen Bereich des Verbindungsrohres 33 sind 30 teren Vorteil mit sich, daß auf die Anordnung von

Öffnungen mit kleinem Durchmesser vorgesehen, die Druckwalzen verzichtet werden kann, die bei den be-

mit nach oben führenden, das Deckengewölbe 35 der kannten Systemen die Wasserströmung behindern

Kammer 17 durchsetzenden Leitungen 37 verbunden und konstruktive Schwierigkeiten bereiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Widerstandsfähigkeit aufweisen müssen. Was diese

   Patentanspruch: mechanischen Eigenschaften der Kokillenbänder angeht, so sind Bänder aus Eisen denen aus Kupfer

   Kokille für das senkrechte Stranggießen voc vorzuziehen. Das Eisen weist jedoch eine geringere Metallen, bei der die Kokillenwände aus über S Wärmeleitfähigkeit als das Kupfer auf. Zur Erzielung

   Stützwalzen umlaufenden, unabhängig voneinan- eines ausreichenden Wärmeübergangs zwischen einer

   der flüssigkeitsgekühlten Bändern bestehen, die Kühlflüssigkeit und dem Block ist die Dicke der

   sich in Strangrichtung mit einer der Strangab- Bänder etwa 1 Millimeter oder weniger zu wählen.

   Zugsgeschwindigkeit entsprechenden Geschwin- Bei einer Kokille der eingangs beschriebenen Art digkeit bewegen und die zum Anpressen an den io ist es bekannt (französische Patentschrift 1 483 848),

   Strang gegeneinander verstellbar angeordnet sind, die Kühlung durch über Düsen auf die Bänder aufge-

   dadurch gekennzeichnet, daß auf der spriihtes Wasser vorzunehmen. Diese Art der Küh-

   Rückseite eines jeden Bandes (1) eine Kühlkam- lung hat jedoch einmal den Nachteil, daß sich infolge

   mer (14) vorgesehen ist, die auf der der Kokille der auftretendun Wasserstauungen keine gleichmä-

   zugekehrten Seite von dem Band (1) in an sich 15 ßige Kühlung der Bänder über deren Breite und

   bekannter Weise verschlossen ist und die am obe- Länge im Bereich des Formkanals erzielen läßt Da

   ren und unteren Ende je eine Kammer (17, 19) eine Rückführung des Kühlwassers nicht vorgesehen

   aufweist, mittels derer die Kühlflüssigkeit über ist, ist zum anderen der Wasserverbrauch verhäPtnis-