DE1977106U

DE1977106U - COOLING DEVICE FOR CHILLES FOR CONTINUOUS STRIP CASTING.

Info

Publication number: DE1977106U
Application number: DEW39795U
Authority: DE
Inventors: Alfred Wertli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-05-18
Filing date: 1967-05-18
Publication date: 1968-01-18

Description

"" E Α.- 27.1 OÜ ί* ■* te. 5.67 '"" E Α.- 27.1 OÜ ί * ■ * te. 5.67 '

* Dr. Ing. E. BE RKEN FE LD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsstraße 3'* Dr. Ing.E. BE RKEN FE LD, patent attorney, COLOGNE, Universitätsstrasse 3 '

Anlage AktenzeichenAttachment file number

zur Eingabe vom 17. Mai 19Ö7 vA. Named.Anm. Ingenieur Alfred Wertli, to enter from 17 . May 19Ö7 vA. Named Note Engineer Alfred Wertli,

Winterthur / Schweiz, Poststraße Nr,. 15Winterthur / Switzerland, Poststrasse No. 15th

Cooling device for use in continuous casting of a strip.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung, die beim Stranggießen eines Bandes aus der Schmelze eines Metalles oder einer Legierung mit Hilfe einer Kokille verwendet wird. Die in der Kokille befindliche Schmelze wird von der Kühlvorrichtung umgeben und ,erstarrt dabei zu einem Band.The invention relates to a cooling device that is used in the continuous casting of a strip from the melt of a metal or an alloy is used with the aid of a permanent mold. The melt in the mold is released from the cooling device surrounded and solidified into a band.

Es ist eine Gießtechnik bekannt, bei der man eine meistens zweiteilige Kühlvorrichtung verwendet, die die Kokille umgibt und deren einer Teil sich über die Oberseite und deren anderer Teil sich über die Unterseite des Bandes erstreckt. Beide Teile werden von je einem Kühlmittelstrom durchflossen. Jeder Kühlmittelstrom kühlt also jeweils die ganze Breite des Bandes. Nach dieser Technik hergestellte Bänder zeigen, Insbesondere wenn sie beim Gießen intermittierend weiterbewegt werden, deutlich auf der Oberseite und der Unterseite des Bandes parabelar-...■" tige, durch Erstarrungsvorgänge bedingte Linien, wie sie in der linken Hälfte der Pig. 1 der Zeichnung angedeutet sind (der Pfeil in Pig. 1 zeigt die Bewegungsrichtung beim Gießen des Bandes). Bei GefügeUntersuchungen an solchen Bändern wurde festgestellt, daß vor und hinter jeder parabelartigen Linie ein heterogenes Gefüge existiert. Als besonders nachteilig wirkt sich aus, daß die Linien an den Bandrändern einen wesentlich kleineren Abstand voneinander haben als in der Bandmitte (vgl. die Größen h und H), so daß die Ränder praktisch durchgehend heterogenes Gefüge aufweisen. Dieses Gefüge ist für die Weiterverarbeitung, insbesondere durch Kaltverformung, ungünstig. So kommt es vor, daß beim Kaltwalzen stranggegossener Bänder mit parabelartigen Linien in den Bandrändern Risse und Löcher entstehen. 49/5 - 1 -A casting technique is known in which a mostly two-part cooling device is used which surrounds the mold and one part of which extends over the top and the other part of which extends over the bottom of the belt. Both parts are each traversed by a coolant stream. Each coolant flow therefore cools the entire width of the strip. Tapes produced according to this technique show clearly, especially if they are moved further intermittently during casting on the top and bottom of the band parabelar -... ■ " long lines caused by solidification processes, as shown in the left half of the pig. 1 of the drawing are indicated (the arrow in Pig. 1 shows the direction of movement when casting the tape). During structural examinations on such belts it was found that that there is a heterogeneous structure in front of and behind every parabolic line. A particularly disadvantageous effect is that the lines at the edges of the tape have a much smaller distance from each other than in the middle of the band (cf. the sizes h and H), so that the edges are practically continuously heterogeneous exhibit. This structure is for further processing, particularly due to cold deformation, unfavorable. So it happens that during the cold rolling of continuously cast strips with parabolic lines in the strip edges cracks and holes occur. 49/5 - 1 -

Si-Si

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Erscheinungen zu vermeiden und stranggegossene Bänder mit einem über die Bandbreite möglichst gleichmäßigen Gefüge zu schaffen. Dieses Ziel wird erreicht, indem mit Hilfe mehrerer Kühlmittelströme die Kühlwirkung auf das Band über dessen Breite unterschiedlich eingestellt wird. Es hat sich gezeigt, daß, wenn man die Kühlung der Bandränder zur Kühlung der Bandmitte unterschiedlich macht, die Erstarrungsvorgänge in der Schmelze gleichmäßiger verlaufen und damit eine homogene Gefügeausbildung eintritt. Man erhält Bänder mit guten metallurgischen Eigenschaften. Sie zeigen statt Parabeln im wesentlichen gerade, rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Bandes verlaufende Linien, die im Vergleich zu den Parabeln wesentlich kürzer sind (vgl. rechte Hälfte der Fig. 1). Mit dieser Technik, die schon bei Bändern mit einem Seitenverhältnis von 6 : 1 vorteilhaft anwendbar ist, werden die Herstellungsmöglichkeiten von Bändern beträchtlich erweitert. So können mit dieser Technik auch Bänder hergestellt werden, deren Querschnitt ein Seitenverhältnis bis zu 70 : 1 aufweist.The invention is based on the object of avoiding these phenomena and continuously cast strips with one over the Bandwidth to create a structure that is as uniform as possible. This goal is achieved by using multiple coolant flows the cooling effect on the belt varies across its width is set. It has been shown that if one uses the cooling of the tape edges to cool the tape center differently makes the solidification processes in the melt more even and thus a homogeneous structure formation entry. Ribbons with good metallurgical properties are obtained. Instead of parabolas they show essentially straight lines, Lines running at right angles to the direction of movement of the band, which are considerably shorter in comparison to the parabolas are (see. Right half of Fig. 1). With this technique, which is already advantageous for tapes with an aspect ratio of 6: 1 is applicable, the manufacturing capabilities of tapes are expanded considerably. So can with this technique tapes can also be produced whose cross-section has an aspect ratio of up to 70: 1.

In Weiterbildung dieser Technik ist vorgesehen, daß die unterschiedliche Kühlwirkung durch Einstellen verschieden großer Kühlmittelströme erfolgt. Eine weitere Möglichkeit zur Verwirklichung dieser Technik liegt darin, daß die unterschiedliche Kühlwirkung durch Einhalten verschieden großer Temperaturen für die Kühlmittelströme am Eintritt in die Kühlvorrichtung erfolgt. Eine andere Möglichkeit sieht vor, daß die unterschiedliche Kühlwirkung durch Kühlmittel mit verschiedenen Kühleigenschaften erfolgt.In a further development of this technique it is provided that the different The cooling effect takes place by setting different coolant flows. Another way to achieve this This technique is that the different cooling effect by maintaining different high temperatures for the coolant flows at the inlet to the cooling device. Another possibility provides that the different cooling effects by coolants with different cooling properties he follows.

Zur Durchführung dieser Technik und ihrer Abwandlungen sieht die Erfindung eine Kühlvorrichtung mit je einer über und einer unter dem Band angeordneten Kühleinheit vor, wobei die Neuheit darin liegt, daß jede Kühleinheit in in Seitenrichtung nebeneinanderliegende Zonen unterteilt ist.To implement this technique and its modifications, the invention provides a cooling device with one above and one below the cooling unit arranged on the belt, the novelty being that each cooling unit is juxtaposed in the lateral direction Zones is divided.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist:The invention is illustrated in the following description using an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing is:

W 49/5W 49/5

Fig. 1 das Erstarrungsbild eines im Stranggegossenen Bandes j die quer über das Band verlaufenden Linien sind feinste Schattierungen in der Oberfläche des Gießgutes. Sie entstehen dadurch, daß die Schmelze innerhalb der Kokille längs dieser Linien erstarrt. Der linke Teil von Fig. 1 zeigt das Erstarrungsbild, wie es sich mit bekannten Techniken ergibt; der rechte Teil zeigt das Erstarrungsbild, wie es sich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung einstellt.1 shows the solidification pattern of a continuously cast strip j the lines running across the strip are the finest shades in the surface of the cast material. They arise from the fact that the melt solidifies along these lines within the mold. The left part of Fig. 1 shows the solidification pattern as it results with known techniques; the right part shows that Solidification pattern as it occurs when the device according to the invention is used.

Fig. 2 ist eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung in schematisierter Form undFig. 2 is a plan view of the cooling device according to the invention in schematic form and

Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie A - B in Fig. 2.FIG. 3 is a section along the line A - B in FIG. 2.

Die Kühlvorrichtung besteht aus einem Oberteil 1 und einem unterteil 2, die an den strichpunktierten Linien 3 zum Beispiel durch Schrauben zusammengehalten werden. Zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 ist eine ebenfalls zweiteilige Kokille 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 Fig. 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 Mfctall 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.The cooling device consists of an upper part 1 and a lower part 2, which are held together at the dash-dotted lines 3, for example by screws. Between the top 1 and the lower part 2 is also clamped in a two-part graphite mold. The mold 4 encloses a cavity, whose cross-section is the cross-section of the strip to be cast 5 corresponds. The mold 4 is with its end, shown at the top in FIG. 2, protruding from the cooling device 1, 2 pressed against the wall of the furnace containing the molten metal, not shown. This then flows in continuous casting liquid mfctall in the cavity of the mold 4, in which it is under the action of the cooling device 1, 2 gradually solidifies to form the band 5, which then continues in the direction of arrow 6 or is moved further intermittently.

Der Oberteil 1 und der Unterteil 2 der Kühlvorrichtung sind Je in drei Zonen a, b, c derart unterteilt, daß über die Breite des Bandes 5 die Zonen a 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 für die Kühlmittelzu- und -abfuhr vorgesehen; die Kühlmittelzu- und -abfuhr ist durch die Pfeile 10 angedeutet. Zum Einstellen der die Kühlkammern 8 durchfließenden Kühlmittelströme sind The upper part 1 and the lower part 2 of the cooling device are each divided into three zones a, b, c such that across the width of the tape 5, the zones a and c above and below the tape edges lie, while zones b are above and below the tape center extend. Each of the zones consists of a cooling chamber 8 which extends approximately in a U-shape in the direction of the length of the belt. On everyone Legs of the U-shaped cooling chambers 8 are holes 9 for the coolant supply and discharge; the coolant supply and discharge is indicated by arrows 10. To set the coolant flows flowing through the cooling chambers 8 are

W 4.9/5 - 3 -W 4.9 / 5 - 3 -

bekannte, nicht näher dargestellte Mittel vorgesehen, so daß durch Betätigen dieser Mittel die Kühlwirkung über die Breite des Bandes 5 leicht beeinflußt werden kann.known, not shown means provided so that by operating these means, the cooling effect across the width of the belt 5 can be easily influenced.

Im Vergleich zu den bekannten Techniken, bei denen keine Unterteilung der Kühlvorrichtung vorhanden ist, können nunmehr die einzelnen Kühlmittelströme so eingestellt werden, daß in den Zonen a und c eine geringere Kühlwirkung als in den Zonen b eintritt, indem zum Beispiel die durchströmende Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit in den Zonen a und c gegenüber den Zonen b verkleinert wird. Damit tritt eine Vergleichmäßigung in der Wärmeabfuhr über die Breite des Bandes ein, was sich weiter in einer Vergleichmäßigung des Gefüges auswirkt. Mit der beschriebenen Kühlvorrichtung hergestellte Bänder weisen keine parabelförmigen Erstarrungslinien auf, sondern etwa rechtwink-. lig zur Bewegungsrichtung verlaufende, im wesentlichen gerade Linien, wie sie in der rechten Hälfte der Fig. 1 angedeutet sind. Die erfindungsgemäß hergestellten Bänder haben gute metallurgische Eigenschaften, sinsbesondere beim Kaltverformen.Compared to the known techniques where no subdivision the cooling device is present, the individual coolant flows can now be adjusted so that in a lower cooling effect occurs in zones a and c than in zones b, for example by the amount of coolant flowing through per unit of time in zones a and c compared to zones b is reduced. This results in an equalization in the heat dissipation across the width of the strip, which also has the effect of making the structure more uniform. With the described Belts produced in a cooling device do not have parabolic solidification lines, but rather roughly right-angled lines. lig to the direction of movement extending, essentially straight lines, as indicated in the right half of FIG are. The strips made according to the invention have good metallurgical properties Properties, especially when cold forming.

Anstelle der unterschiedlichen Einstellung der die einzelnen Zonen durchströmenden Kühlmittelmengen pro Zeiteinheit läßt sich die unterschiedliche Kühlwirkung auch auf andere Weise beeinflussen, beispielsweise indem die Temperatur des den Zonen zuströmenden Kühlmittels verschieden eingestellt wird.Instead of the different setting of the coolant quantities flowing through the individual zones per unit of time the different cooling effects also influence each other in other ways, for example by changing the temperature of the zones inflowing coolant is set differently.

Es ist auch möglich, den Randzonen ein Kühlmittel zuzuführen, das andere Kühleigenschaften hat als das den Mittelzonen zugeführte Kühlmittel. Solche verschiedenen Kühlmittel sind zum Beispiel Wasser und öl. Es 1st weiter möglich, jeweils zwei der genannten Möglichkeiten zum Einstellen unterschiedlicher Kühlwirkungen oder auch alle drei Möglichkeiten gemeinsam anzuwenden. It is also possible to add a coolant to the edge zones, which has different cooling properties than the coolant supplied to the central zones. Such various coolants are for Take water and oil, for example. It is still possible, two at a time of the above options for setting different cooling effects or to use all three options together.

Beim Herstellen von Bändern mit einem größeren Seltenverhältnis als in Fig. 3 dargestellt, körfen Ober- und Unterteil der Kühlvorrichtung im Bereich der Bandmitte in zwei oder mehrere * Zonen mit je einem eigenen Kühlmittelstrom unterteilt sein.When making tapes with a greater rarity ratio as shown in Fig. 3, the upper and lower part of the körfen Cooling device in the middle of the belt in two or more * Zones each with their own coolant flow can be subdivided.

Anstelle der in einen Ober- und einen Unterteil unterteilten W H9/5 - 4 - Instead of the W H9 / 5 - 4 - which is divided into an upper and a lower part

Kühlvorrichtung kann auch eine einteilige Kühlvorrichtung Verwendung finden, wobei dann je eine besondere Kühlzone mit eige nem Kühlinittelstrom neben den Bandrändern angeordnet werden
kann, oder wobei die über und unter den Bandrändern liegenden
Kühlzonen zu einer gemeinsamen Kühlzone vereinigt sein können. Es j& auch möglich, die Teilfuge rechtwinklig zu der in Pig. 3 dargestellten Lage anzuordnen und dann die eben erwähnten beiden Möglichkeiten der Kühlzonen im Bereich der Bandränder vorzusehen. A one-piece cooling device can also be used, in which case a special cooling zone with its own cooling medium flow is arranged next to the belt edges
may, or where the above and below the tape edges
Cooling zones can be combined to form a common cooling zone. It is also possible to make the parting line at right angles to the one in Pig. 3 to arrange the position shown and then to provide the two possibilities just mentioned of the cooling zones in the area of the belt edges.

Anstelle einer U-förmigen Kühlkammer 8 können in jeder Zone
auch mehrere solcher Kammern hintereinander vorgesehen sein.Instead of a U-shaped cooling chamber 8, in each zone
several such chambers can also be provided one behind the other.

SCHUTZANSPRÜCHEPROTECTION CLAIMS

W 49/5 .■■-'- -5 -W 49/5. ■■ -'- -5 -

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Claims

231 11/15/67 t Dr. Ing. E. B ERKEN FELD, patent attorney, Kö LN, Universitätsstraße 3Ί ρ Attachment file-rich W 39 795 / 31b Gbm for the input of I ^. November 1967 VA. Named Note Alfred W β Γ t 1 1 PROTECTION CLAIMS

1. Cooling device for use in continuous casting of metals and metal alloys, consisting of from above and below on the Parts adjacent to the mold, characterized in that the parts (1, 2) of the cooling device juxtaposed in the lateral direction Zones (a, b, c) is divided.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that each zone (a, b, c) consists of a longitudinal direction of the belt (5) extending U-shaped chamber (8).

3. Cooling device according to claim 1 to 2, characterized by Inlet or outlet openings (9) for coolants of different temperatures and / or different cooling properties or for Connection of coolant sources with different strengths of coolant. delivery of funds and known regulatory means.

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