DE202007000778U1 - Wall for a mold for casting molten metal comprises a front plate with a hot side and a cold side, a rear plate with a transversal hole and a sealing element with a longitudinal hole - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kokillenwand einer Kokille zum Gießen einer Metallschmelze.The The invention relates to a mold wall of a mold for casting a Molten metal.
Kokillen mit Kokillenwänden sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Die Kokillenwände begrenzen mit ihrer der Metallschmelze zugewandten Heißseite einen Raumbereich für die zunächst noch flüssige Metallschmelze und geben gleichzeitig die Form für die später erstarrte Metallschmelze vor.molds with mold walls are in the art in principle known. The mold walls limit with their the molten metal facing hot side one Room area for the first still liquid Molten metal and at the same time give the mold for the later solidified molten metal in front.
Bekannt sind zum einen einteilig aufgebaute Kokillenwände, welche im Wesentlichen lediglich aus einer Kokillenplatte bestehen. Die Kokillenplatte ist typischerweise mit ihrer Kaltseite mit Hilfe von Bolzenelementen an einen Wasserkasten angeschraubt zum Kühlen der Kokillenplatte während des Gießbetriebs. Bei derartig konstruierten Kokillenwänden ist es bekannt, dass einige der Bolzenelemente eine Längsbohrung aufweisen, durch welche ein Thermoelement in eine dazu fluchtende Sackbohrung in der Kokillenplatte geführt ist. Mit Hilfe des Thermoelementes kann dann die Temperatur der Kokillenplatte während des Gießbetriebs erfasst und überwacht werden.Known are on the one hand one-piece mold walls, which are essentially consist only of a mold plate. The mold plate is typically with its cold side by means of bolt elements screwed to a water box for cooling the mold plate during the Casting operation. In such designed mold walls, it is known that some the bolt elements a longitudinal bore have, through which a thermocouple in an aligned Blind hole is guided in the mold plate. With the help of the thermocouple can then the temperature of the mold plate during the casting operation be recorded and monitored.
Neben den einteilig aufgebauten Kokillenwänden gibt es zum anderen zweiteilig aufgebaute Kokillenwände, welche neben einer Kokillenvorderplatte auch eine Kokillenrückplatte, nachfolgend auch Adapterplatte genannt aufweisen. Die Kokillenvorderplatte weist eine der Metallschmelze zugewandte Heißseite und eine von der Metallschmelze abgewandte Kaltseite auf. Die Kokillenrückplatte ist bei den zweiteiligen Konstruktionen an die Kaltseite der Kokillenvorderplatte angeschraubt. Im Bereich der Trennebene zwischen den beiden Platten befinden sich üblicherweise Kühlkanäle oder -bohrungen, die zur Kühlung der Kokille von Kühlflüssigkeit mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit durchströmt werden. Alternativ kann auch eine nahezu vollflächige Kühlung realisiert sein. Bei dem zweiteiligen Aufbau ist die Kokillenvorderplatte typischerweise aus Kupfer und die Kokillenrückplatte typischerweise aus einem anderen preisgünstigeren und eventuell auch stabileren Material als Kupfer, z.B. aus Stahl, gefertigt. Auf diese Weise können gleichzeitig Kosten eingespart und die Festigkeit der Kokillenwand erhöht werden. Schließlich ist es ebenfalls bekannt, die Kokillenrückplatte zusammen mit der Kokillenvorderplatte mit Hilfe von Bolzenelementen an einen Wasserkasten anzuschrauben.Next the one-piece mold walls are on the other two-part built-up mold walls, which in addition to a Kokillenvorderplatte and a Kokillenrückplatte, hereinafter also referred to as adapter plate. The mold front plate has one of the molten metal facing the hot side and facing away from the molten metal Cold side up. The mold back plate is in the two-part constructions on the cold side of Kokillenvorderplatte screwed. In the area of the parting plane between the two plates are usually Cooling channels or - Drilling for cooling the mold of cooling liquid flow through at high pressure and high speed. Alternatively, an almost full-surface cooling can be realized. at In the two-piece construction, the mold front plate is typically made of copper and the mold back plate typically from another cheaper and possibly more stable Material as copper, e.g. made of steel. In this way can at the same time saved costs and the strength of the mold wall increase. After all It is also known, the mold back plate together with the Kokillenvorderplatte to bolt to a water box with the help of bolt elements.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer grundsätzlich bekannten, aus einer Kokillenvorderplatte und einer Kokillenrückplatte aufgebauten Kokillenwand einen Eintritt von Kühlflüssigkeit aus einem Übergangsbereich zwischen der Kokillenvorderplatte und der Kokillenrückplatte in eine Sackbohrung in der Kokillenvorderplatte und eine zumindest näherungsweise dazu fluchtende Querbohrung in der Kokillenrückplatte zu verhindern.outgoing From this prior art, the invention is based on the object at a basically known, from a Kokillenvorderplatte and a Kokillenrückplatte built mold wall entry of coolant from a transition region between the mold front plate and the mold back plate in a blind hole in the Kokillenvorderplatte and at least one approximately to prevent aligned transverse bore in the mold back plate.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser sieht vor, dass bei einer Kokillenwand ein Dichtungselement mit einer Längsbohrung vorgesehen ist, welches im Übergangsbereich zwischen der Kokillenvor derplatte und der Kokillenrückplatte so angeordnet ist, dass die Längsbohrung zumindest näherungsweise mit der Querbohrung und der Sackbohrung fluchtet.These The object is solved by the subject matter of patent claim 1. This provides that in a mold wall, a sealing element with a longitudinal bore is provided, which in the transition area between the Kokillenvor derplatte and the Kokillenrückplatte arranged so that the longitudinal bore at least approximately aligned with the transverse bore and the blind bore.
Durch das Dichtungselement wird verhindert, dass Kühlflüssigkeit, die sich unter hohem Druck in den Kühlkanälen und damit im Übergangsbereich zwischen Kokillenvorderplatte und Kokillenrückplatte befindet, in die durch das Dichtungselement abgedichtete Sackbohrung in der Kokillenvorderplatte und Querbohrung in der Kokillenrückplatte eindringen kann.By The sealing element prevents coolant that is under high pressure in the cooling channels and thus in the transition area between Kokillenvorderplatte and Kokillenrückplatte is located in the through the sealing element sealed blind bore in Kokillenvorderplatte and cross hole in the mold back plate penetrate can.
In den Unteransprüchen sind verschiedene Ausführungsformen für das Dichtungselement beschrieben. So kann das Dichtungselement grundsätzlich in Form eines einzelnen Dichtungsringes (O-Ringes) oder in Form eines graden Rohres, dessen Außendurchmesser so dimensioniert ist, dass es möglichst passgenau in die Sack- und Querbohrung passt, ausgebildet sein. Diese beiden Formen haben sich jedoch in der Praxis nicht bewährt, weil sie den dynamischen Querverschiebungen, wie sie beim Betrieb der Kokille zwischen der Kokillenvorderplatte und der Kokillenrückplatte auftreten, nicht lange standhalten. Aufgrund der dynamischen Belastung durch die Querkräfte werden die Dichtungselemente der genannten Art zwischen den Platten deformiert bzw. förmlich zerrieben und verlieren deshalb schnell ihre Dichtwirkung.In the dependent claims are different embodiments for the Sealing element described. Thus, the sealing element basically in Form of a single sealing ring (O-ring) or in the form of a Graden tube whose outer diameter is dimensioned so that it is possible fits exactly into the blind and cross hole, be formed. However, these two forms have not proven in practice because the dynamic transversal movements, as in the operation of the Mold between the Kokillenvorderplatte and the Kokillenrückplatte do not last long. Due to the dynamic load by the lateral forces be the sealing elements of the type mentioned between the plates deformed or formal grated and therefore lose their sealing effect quickly.
Weil die Querkräfte bzw. Querverschiebungen in der Praxis nicht zu vermeiden sind, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Dichtungselement so ausgebildet ist, dass es der Querverschiebung, d.h. der Relativbewegung der Kokillenvorderplatte und der Adapterplatte zueinander, Rechnung trägt. Dies wird bei weiteren Ausführungsbeispielen für das Dichtungselement dadurch erreicht, dass das Dichtungselement im Übergangsbereich, genauer gesagt insbesondere auf Höhe der Trennebene zwischen Kokillenvorderplatte und Kokillenrückplatte einen deutlich geringeren Außendurchmesser aufweist, als an seinen Endbereichen (inklusi ve evtl. dort vorhandener Dichtringe), welche in die gegebenenfalls lokal erweiterten Innendurchmesser der Sack- und Querbohrung hinragen.Because the lateral forces or transverse displacements in practice can not be avoided it has proved to be advantageous if the sealing element is designed in this way is that it is the transverse displacement, i. the relative movement of the Kokillenvorderplatte and the adapter plate to each other, bill wearing. This is in further embodiments for the sealing element achieved in that the sealing element in the transition region, more specifically in particular at height the parting plane between Kokillenvorderplatte and Kokillenrückplatte a much smaller outer diameter has, as at its end (including possibly there existing Sealing rings), which in the possibly locally expanded inner diameter protrude the sack and cross hole.
In einer solchen weiteren Ausführungsform kann das Dichtungselement z.B. in Form eines Rohres ausgebildet sein, dessen Außendurchmesser kleiner ist als die Innendurchmesser der ggf. lokal aufgeweiteten Sack- und Querbohrung. Aufgrund der Differenz zwischen den Durchmessern verbleibt genügend Spiel und Bewegungsfreiheit für das Dichtelement, so dass die Querverschiebungen ungehindert stattfinden können, ohne dass das Dichtelement beschädigt werden würde. Die Differenz zwischen den Durchmessern wird mit Hilfe von Dichtmedien, z.B. O-Ringen an den Endbereichen des rohrförmigen Dichtelementes abgedichtet.In such a further embodiment For example, the sealing element can be designed in the form of a tube whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the possibly locally widened blind and transverse bore. Due to the difference between the diameters enough play and freedom of movement for the sealing element remains, so that the transverse displacements can take place without hindrance, without the sealing element would be damaged. The difference between the diameters is sealed by means of sealing media, eg O-rings, at the end regions of the tubular sealing element.
Besonders gut wird den Querverschiebungen Rechnung getragen durch ein in seiner Außenkontur tailliertes rohrförmiges Dichtungselement z.B. in Form eines Hundeknochens.Especially well, the transverse shifts are taken into account by a in his outer contour waisted tubular Sealing element e.g. in the form of a dog bone.
Dichtungsmedien bzw. -ringe auf den ringförmigen Ausbauchungen eines solchen hundeknochenförmigen Dichtungselementes gewährleisten eine Abdichtung der Sackbohrung und der Querbohrung gegenüber der Kühlflüssigkeit aus dem Übergangsbereich auch bei einer durch die Querkräfte bedingten Schräg- bzw. Schiefstellung des Dichtungselementes in der Sack- oder Querbohrung.seal media or rings on the annular Bulges of such a dog bone-shaped sealing element ensure a Sealing of the blind bore and the transverse bore opposite the coolant from the transition area even with a by the shear forces conditional skew or misalignment of the sealing element in the blind or transverse bore.
Als optimal hat es sich erwiesen, wenn das Dichtungselement und insbesondere das hundeknochenförmige Dichtungselement möglichst ganz aus gummiartigem Material gefertigt ist. Die Querkräfte können dann mit Vorteil besonders gut durch eine temporäre Deformation aufgefangen werden, ohne das die Gefahr einer Zerstörung oder eines Verlustes der Dichtwirkung bei dem Dichtungselement gegeben wäre. Bei einer geringfügigen Überdimensionierung der Außendurchmesser des Dichtungselementes gegenüber den eventuell lokal aufgeweiteten Innendurchmessern der Sack- und/oder Querbohrung kann dieses aufgrund des gum miartigen Materials abdichtend mit Presssitz in die Sack- und Querbohrung eingebracht werden.When it has proven to be optimal when the sealing element and in particular the dogbone Sealing element as possible made entirely of rubbery material. The lateral forces can then with advantage particularly well absorbed by a temporary deformation without the risk of destruction or loss of Sealing effect in the sealing element would be given. With a slight oversizing the outside diameter the sealing element opposite the possibly locally expanded inside diameters of the bag and / or Cross hole can this sealing due to the gum miartigen material be introduced with interference fit in the blind and transverse bore.
Wenn die Kokillenrückplatte – sei es in Form einer Adapterplatte oder in Form einer Wand eines Wasserkastens – und die mit der Kokillenrückplatte verbundene Kokillenvorderplatte mit Hilfe von Befestigungsbolzen an einem/dem Wasserkasten angeschraubt ist, wird durch das erfindungsgemäße Dichtungselement vorteilhafterweise auch verhindert, dass Kühlflüssigkeit durch die Sackbohrung und/oder die Querbohrung in eine zu diesen Bohrungen fluchtende Längsbohrung in dem Befestigungsbolzen fließt und an der Rückseite des Wasserkastens austritt.If the mold back plate - be it in the form of an adapter plate or in the form of a wall of a water box - and the connected to the mold back plate Kokillenvorderplatte by means of fastening bolts on one / Water tank is screwed is, by the sealing element according to the invention advantageously also prevents coolant through the blind hole and / or the transverse bore in an aligned with these holes longitudinal bore flows in the mounting bolt and at the back the water box emerges.
Durch die Längsbohrung in dem Befestigungsbolzen kann von der Rückseite des Wasserkastens her ein Temperatursensor bis in die Sackbohrung in der Kokillenvorderplatte geführt sein. In diesen Fällen bewirkt das erfindungsgemäße Dichtungselement vorteilhafterweise, dass die Sackbohrung und damit auch der Temperatursensor trocken bleibt, so dass die Ergebnisse einer Temperaturmessung nicht durch angesammelte Feuchtigkeit verfälscht werden.By the longitudinal bore in the mounting bolt can from the back of the channel box ago a temperature sensor into the blind hole in the Kokillenvorderplatte guided be. In these cases causes the sealing element according to the invention Advantageously, that the blind bore and thus also the temperature sensor remains dry, so the results of a temperature measurement is not be falsified by accumulated moisture.
Vorteilhafterweise sind entsprechend abgedichtete Temperatursensoren nicht nur an einer Stelle in der Kokillenvorderplatte, sondern sowohl in Gießrichtung als auch quer zur Gießrichtung (Brammen-Breitenrichtung) an einer Mehrzahl von Stellen verteilt angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur eine singuläre Temperatur, sondern vielmehr die jeweilige Temperaturverteilung in der Kokillenvorderplatte, insbesondere während des Gießbetriebs, erfasst werden kann. Die so erfasste Temperaturverteilung und insbesondere der Temperaturverlauf in Gießrichtung ermöglichen vorteilhafterweise einen Rückschluss auf ein eventuelles Anhaften der Schmelze an der Heißseite der Kokillenvorderplatte.advantageously, are accordingly sealed temperature sensors not only at one Place in the Kokillenvorderplatte, but both in the casting direction as well as across the casting direction (Slab width direction) distributed at a plurality of locations arranged. This has the advantage that not only a singular temperature, but rather the respective temperature distribution in the Kokillenvorderplatte, especially during the casting plant, can be detected. The thus detected temperature distribution and in particular the temperature profile in the casting direction enable advantageously a conclusion to a possible adhesion of the melt on the hot side of Kokillenvorderplatte.
Es ist vorteilhaft, wenn das Bolzenelement an seiner der Kokillenrückplatte zugewandten Stirnseite einen Stirnseiten-Dichtungsring aufweist, um das Eindringen von Kühlflüssigkeit aus dem Wasserkasten durch den Übergangsbereich zwischen Bolzenelement und Kokillenrückplatte in die Querbohrung der Kokillenrückplatte oder umgekehrt aus der Querbohrung in den Wasserkasten zu vermeiden.It is advantageous if the bolt element at its die back plate facing end face has a front side sealing ring, to the ingress of coolant from the water tank through the transition area between bolt element and mold back plate in the transverse bore the mold back plate or vice versa from the cross hole in the water tank to avoid.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Kokillenwand, der Dichtungselementes und des Thermosensors sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further advantageous embodiments of the mold wall, the sealing element and the thermal sensor are the subject of the dependent claims.
Der Beschreibung sind insgesamt drei Figuren beigefügt, wobeiOf the Description are attached to a total of three figures, wherein
zeigt.
shows.
Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugzeichen bezeichnet.The Invention will be referred to below in the form of embodiments with reference to the figures mentioned in detail. In all figures are the same technical elements designated by the same reference numerals.
Weiterhin
ist in
Durch
die in dem Übergangsbereich
zwischen Kokillenvorderplatte und Kokillenrückplatte vorhandenen Kühlkanäle besteht
die Gefahr, dass Kühlflüssigkeit
aus dem Übergangsbereich
in die Längsbohrung
Das
Dichtungselement
Alternativ
kann das Dichtungselement
Gleichermaßen vorteilhaft
verhindert der Stirnseiten-Dichtungsring
Bei der beschriebenen Kokillenwand handelt es sich vorzugsweise um eine Kokillenbreitseitenwand.at the mold wall described is preferably one Kokillenbreitseitenwand.
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