DE2206606A1 - Continuous casting process and device - Google Patents
Continuous casting process and deviceInfo
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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Description
DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANNDR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE DR. RER. NAT. K. HOFFMANN
Irving Rossi, Morristown, New Jersey / USAIrving Rossi, Morristown, New Jersey / USA
Stranggießverfahren und -vorrichtungContinuous casting process and apparatus
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Metallgießvorrichtung mit einer rohrförmigen Kokille und Einrichtungen zum Kühlen derselben, wobei die Kokille ein Paar gegenüberliegend angeordneter, nach innen aufeinanderzu gekrümmter Seitenwände aufweist und mit einem Ende oberhalb des anderen angeordnet ist, und schmelzflUssiges Metall zu einem fortlaufenden Strang mit einer äußeren Randzone aus verfestigtem Metall gegossen wird, welche einen schmelzflüssigen Kern umschließt und wobei die Randzone ein Paar einander gegenüberliegend angeordneter, konkav gekrümmter Flächen aufweist. Sie ist insbesondere zum Stranggießen von Knüppeln geeignet.The invention relates to a method and a metal casting device with a tubular mold and means for cooling the same, the mold being a pair of oppositely disposed after has sidewalls curved inward towards one another and is arranged with one end above the other, and Molten metal poured into a continuous strand with an outer edge zone of solidified metal which encloses a molten core and wherein the edge zone is a pair opposite one another having arranged, concave curved surfaces. It is particularly useful for the continuous casting of billets suitable.
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Gemäß der DT-PS (Patentanmeldung P 21 44 082.4) wird Metall im geschmolzenen Stadium in eine rohrförmige Kokille mit einem Paar einander gegenüberliegend angeordneter Seitenwände gegossen, welche nach innen aufeinanderzu gekrümmt sind, um das Metall zu relativ breitflächigen Brammen mit einer äußeren Randzone aus verfestigtem Metall und einem schmelzflüssigen Kern zu gießen. Die Seitenflächen der Bramme sind in Querrichtung gekrümmt, um ein Ausbeulen aufgrund des ferrostatischen Druckes zu verhindern, welcher im schmelzflüssigen Kern vorhanden ist. Die gegossene Bramme wird an der Auslaßöffnung der Kokille zwischen Rollen aufgenommen, welche an gegenüberliegenden Kanten der Bramme mit genügender Kraft anliegen, um die Kanten der Bramme und ihre konkaven breiten Seitenflächen gegen Ausbeulen abzustützen.According to the DT-PS (patent application P 21 44 082.4) Metal in the molten state in a tubular mold with a pair of opposing side walls cast, which are curved inward towards each other in order to convert the metal into relatively wide-area slabs with a outer edge zone of solidified metal and a molten core to be poured. The side faces of the slab are Curved in the transverse direction to prevent buckling due to the ferrostatic pressure that is present in the molten metal Core is present. The cast slab is taken up between rollers at the outlet opening of the mold, which rest on opposite edges of the slab with sufficient force to avoid the edges of the slab and its concave ones to support wide side surfaces against bulging.
Eine Schwierigkeit tritt jedoch dadurch auf, daß es schwierig ist, die Temperatur eines geschmolzenen Metalls, z.B. Stahl, genau zu regeln, wenn es bei der Stranggußanlage -gewöhnlich in einer Gießpfanne von einer Thomasbirne oder dgl. kommend- eintrifft. Um die im Zwischenzeitraum erfolgende Abkühlung auszugleichen, verläßt der Stahl gewöhnlich den Ofen mit einiger Überhitzung, welche verloren gegangen sein muß, ehe das Metall auf eine Temperatur von ungefähr 1 4^0 - 1 54o°C (2 600 - 2 800°P) gebracht wird, bei welcher die Verfestigung beginnen kann, weil andernfalls eine Neigung zum Bruch der extrem dünnwandigen Randzone der Bramme zu Beginn des Gießens besteht. Diese Neigung wird dadurch schwerwiegender, daß die Kokille unterhalb des Bereiches, an welchem das Metall sich von der Form löst, aufgrund des zwischen dem Metall und der Kokille durch die Schrumpfung des Metalls beim Übergang vom schmelzflüssigen in den festen Zustand erzeugten Zwischenraumes einen Bereich schlechter Kühlung aufweist.However, a problem arises in that it is difficult to determine the temperature of a molten metal, e.g. steel, to be precisely regulated if it is in a continuous casting plant - usually in a ladle from a Thomas pear or the like. The steel usually leaves to compensate for the cooling that takes place in the intervening period the furnace with some overheating, which must have been lost before the metal reaches a temperature of is brought about 1 4 ^ 0 - 1 54o ° C (2 600 - 2 800 ° P), at which the solidification can begin, because otherwise there is a tendency for the extremely thin-walled edge zone to break the slab is made at the start of casting. This tendency is more serious that the mold is below the area at which the metal separates from the mold, due to the passage between the metal and the mold the shrinkage of the metal during the transition from the molten to the solid state creates an area has poor cooling.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Einrichtungen zu schaffen, mit welchen ein Ausbeulen der Seitenwände der Bramme bzw. ein Brechen der dünnwandigen Randzone verhindert wird.The object of the invention is to provide devices with which a bulging of the side walls of the Slab or a breaking of the thin-walled edge zone is prevented.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß angrenzend an den Auslaß der Kokille eine an den konkav gekrümmten Flächen der gegossenen Randzone anliegende Einrichtung zum mechanischen Abstützen derselben gegen Bruch angeordnet ist und Einrichtungen zum Kühlen des so abgestützten Stranges vorgesehen sind.According to the invention, this object is achieved in that adjoining the outlet of the mold is one of the concavely curved Surface of the cast edge zone adjacent device for mechanical support of the same against breakage arranged and devices for cooling the strand supported in this way are provided.
Diese doppelte Wirkung wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch im wesentlichen anschließend an die einander gegenüberliegend angeordneten gekrümmten Austrittsränder der Kokille befestigte Gitter oder netzartige Platten mit ähnlichem gekrümmten Verlauf erreicht, welche an den Flächen anliegen und so die konkaven Brammenflächen mechanisch abstützen, während dieselben gleichzeitig intensiv mit einem Kühlmittel besprüht werden, welches durch die Gitteröffnungen oder netzartig angeordneten Platten eingespritzt wird.According to an exemplary embodiment of the invention, this double effect is essentially followed by attached to the oppositely arranged curved exit edges of the mold grids or net-like Reached plates with a similar curved course, which rest on the surfaces and so the concave slab surfaces mechanically support, while the same are intensively sprayed with a coolant, which is injected through the grid openings or plates arranged like a grid.
Sowohl beim Stranggießen von Knüppeln als auch von Brammen werden bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren wassergekühlte rohrförmige Kokillen verwendet, welche an einem erhöhten Standpunkt in bezug auf den Boden befestigt sind und mit ihrem oberen Ende oberhalb ihres unteren Endes angeordnet sind, um das von einem Tundish in die Kokille abgegossene, geschmolzene Metall der Schwerkraft auszusetzen. Um den Arbeitsablauf zu beginnen, wird ein Stopfen oder eine Ersatzbramme verwendet, deren eines Ende an der Unterseite in die KokillenöffnungBoth in the continuous casting of billets and slabs are in the known device and the known Method used water-cooled tubular molds, which at an elevated position in relation to are attached to the ground and are arranged with their upper end above their lower end to that of a Tundish exposing molten metal poured into the mold to gravity. To start the workflow, a plug or a replacement slab is used, one end of which at the bottom into the mold opening
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eingesetzt und abgedichtet ist. Das so eingesetzte Ende weist einen Ring, Haken, Keil oder dgl. auf, um welchen ein Teil des abgegossenen Metalles erstarrt, worauf die Ersatzbramme, gefolgt von einem fortlaufenden Knüppelstrang, herausgezogen wird, welcher aus einer verfestigten Randzone und einem schmelzflüssigen Metallkern besteht.is inserted and sealed. The end so inserted has a ring, hook, wedge or the like. Around which part of the cast metal solidifies, whereupon the replacement slab, followed by a continuous billet strand, is pulled out, which consists of a solidified edge zone and a molten metal core.
Führungar) z.B. Führungsrollen, sind gewöhnlich unterhalb der Kokille angeordnet, um den gegossenen Strang auf einem vorbestimmten Weg zu führen, welcher sich von der Form vertikal nach unten erstrecken kann. Aber im allgemeinen erstreckt sich dieser Weg bogenförmig in einer horizontalen, tangierenden Richtung zu Seite, wo eine Richteinrichtung mit kraftbetriebenen Walzen zum Richten des gegossenen Stranges vor dem Durchlaufen einer Schneidvorrichtung angeordnet ist, wo der Strang in Abschnitte unterteilt wird. KUhlmittelsprüheinrichtungen sind entlang dem seitlichen Weg zum fortlaufenden Vergrößern der Dicke der verfestigten Randzone vorgesehen, bis der Strang im wesentlichen durchgehend verfestigt ist, wenn er in die Richteinrichtung eintritt.Leadershipar) e.g. leadership roles, are usually below the mold arranged to guide the cast strand on a predetermined path which extends from the Shape can extend vertically downwards. But generally this path extends in an arc in one horizontal, tangential direction to the side, where a straightening device with power-operated rollers for straightening of the cast strand is arranged before passing through a cutting device, where the strand is cut into sections is divided. Coolant sprays are along the side path for progressively increasing the thickness the solidified edge zone provided until the strand is solidified substantially throughout when it is in the Straightening device occurs.
Bei diesen bekannten Anordnungen wird der Strang über die Führungseinrichtungen durch die kraftbetriebenen Walzen der Richteinrichtung aus der Kokille herausgezogen. Weil der heiße Strang, insbesondere der aus Stahl, beträchtlich schwächer in Zugrichtung ist als in Druckrichtung, muß er schnell gekühlt und verfestigt werden, während er entlang den Führungseinrichtungen verläuft, um einen Bruch durch den vollständig von unten durch die Richteinrichtung ausgeübten Zug zu verhindern. Wenn der Knüppelstrang so progressiv verfestigt wird, wird er jedoch progressiv steifer und erfordert massive, kraftbetriebene Walzen in der Richteinrichtung, um den Strang durch die Führungseinrichtungen zu ziehen und um ihn dann zu richten.In these known arrangements, the strand on the guide devices by the power-operated Rolls of the straightening device pulled out of the mold. Because the hot rod, especially the one made of steel, is considerably weaker in the direction of pull than in the direction of compression, it must be cooled and solidified quickly, while it runs along the guide devices to avoid a break through the completely from below through the Straightening device to prevent train exerted. However, when the billet strand is so progressively solidified, it will progressively stiffer and requires massive, powered rollers in the straightener to make the strand to pull through the guiding devices and then to judge him.
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In merklichem Gegensatz zu diesem bekannt Arbeitsverfahren wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen, bei welchem der gegossene Strang durch die Führungsrollen durch eine oder mehrere Paare angetriebener Walzen, welche zwischen der Kokille und den Führungseinrichtungen angeordnet sind, geschoben wird. Weil, wie oben festgestellt, das hei-3e Metall des Stranges in Druckrichtung wesentlich stärker als in Zugrichtung ist, kann er also von den Führungsrollen in einem heißeren und daher mehr plastischen und biegsameren Zustand und mit geringer Dicke der verfestigten Randzone des Stranges durch die Führungseinrichtung geschoben werden, als zum Ziehen des Stranges durch die Führungseinrichtungen hindurch gemäß bekannter Praxis notwendig ist.In marked contrast to this known working method, an apparatus and a method are provided according to the invention created in which the cast strand driven by the guide rollers by one or more pairs Rolls, which are arranged between the mold and the guide devices, is pushed. Because, as stated above, the hot metal of the strand is much stronger in the direction of compression than in the direction of tension is, he can therefore from the guide rollers in a hotter and therefore more plastic and more flexible state and with small thickness of the solidified edge zone of the strand are pushed through the guide device than for pulling of the strand is necessary through the guide devices according to known practice.
Um sicherzustellen, daß der Knüppelstrang einem gewünschten vorbestimmten Weg folgt, wenn er durch die Führungseinrichtungen geschoben wird, ist eine rohrförmige Führung vorgesehen, durch welche der Strang geschoben wird. Die Führung weist vorzugsweise in Längsrichtung einen bogenförmigen Verlauf auf, um den Strang von der Kokille tangential in eine horizontale seitliche Richtung zu führen, damit er eine Schneideinrichtung durchlaufen kann.To ensure that the billet strand follows a desired predetermined path as it is pushed through the guide means, a tubular guide is used provided through which the strand is pushed. The guide preferably has an arcuate shape in the longitudinal direction Course to lead the strand from the mold tangentially in a horizontal lateral direction, so it can pass through a cutting device.
Weil der Strang in einem genügend heißen und plastischen Stadium gehalten wird, wenn er so durch die rohrförmige Führung geschoben wird, gleitet er im wesentlichen aufgrund seines Eigengewichtes nach unten in der Führung entlang und wird durch die rohrförmige Führung geführt und richtet sich selbst in einem horizontal angeordneten unteren Endabschnitt der Führung gerade, wodurch auf die bekannte verwendete Richteinrichtung verzichtet werden kann und der Strang direkt von der Führung zu einer Schneidvorrichtung zum Trennen in Abschnitte geleitet werden kann.Because the strand is kept in a sufficiently hot and plastic state when it passes through the tubular Guide is pushed, it slides along and down in the guide essentially due to its own weight is guided through the tubular guide and aligns itself in a horizontally arranged lower end section the guide straight, whereby the known straightening device used can be dispensed with and the strand directly can be passed from the guide to a cutting device for cutting into sections.
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Um sicherzustellen, daß die verfestigte Randzone des ge-, gossenen Stranges genügend dick geworden ist, nachdem sie von den angetriebenen Rollen erfaßt ist, welche zwiahen der Kokille und der rohrförmigen Führung angeordnet sind, um den Strang durch das rohrförmige Führungsteil zu schieben, ist ferner in der erfindungsgemaßen Vorrichtung ein offenes Gitterwerk mit einer Reihe im Abstand angeordneter Stäbe vorgesehen, welches an der Unterseite der Kokille befestigt ist und sich nach unten entlang einem gekrümmten Weg und dann bis zu einer Entfernung kurz vor der Anordnung der angetriebenen Rollen erstreckt. Sprühdüsen sind entlang und um das Gitter zum Sprühen einer Kühlflüssigkeit, z.B. kalten Wassers, auf den Knüppelstrang vorgesehen, wenn er von der Kokille zu den angetriebenen Rollen durchläuft. Dadurch wird die verfestigte Randzone des Stranges schnell bis zu einer ausreichenden Tiefe und Festigkeit gesteigert, so daß er den Rollendruck erträgt. Die rohrförmige Führung weist Führungsschienen oder Rollen an der Innenseite auf, um den Knüppelstrang hindurchzuleiten. Die rohrförmige Führung trägt entlang ihrem Verlauf und ringsum auch Sprühdüsen, um eine Kühlflüssigkeit, z.B. kaltes Wasser, auf den Knüppelstrang zu sprühen, wenn er durch die Führung hindurchgeht.To ensure that the hardened edge zone of the cast strand has become sufficiently thick after it is gripped by the driven rollers, which between the The mold and the tubular guide are arranged to push the strand through the tubular guide part, is also in the device according to the invention an open latticework with a row of spaced rods provided, which is attached to the underside of the mold and down along a curved path and then extends to a distance just before the arrangement of the driven rollers. Spray nozzles are along and around that Grid for spraying a cooling liquid, e.g. cold water, on the billet strand when it is coming from the mold passes through the driven rollers. As a result, the solidified edge zone of the strand quickly becomes sufficient Increased depth and strength so that it can withstand roller pressure. The tubular guide has guide rails or rolls on the inside to guide the billet strand through. The tubular guide carries along its course and all around also spray nozzles, around a cooling liquid, e.g. cold water, on the billet strand to spray when it passes through the guide.
Für den Gießbeginn wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein relativ kurzer Stopfen oder ein sackartig geschlossenes Rohr gelenkigen Aufbaus, d.h. eine sogenannte "Ersatzbramme", verwendet. Sie ist durch die Kokille nach unten einsetzbar, bis ihr oberes Ende die Grundfläche der Kokille abdichtet, wobei das untere Ende der Ersatzbramme von den Rollen des obersten Paares der angetriebenen Rollen erfaßt wird. Am oberen Ende der Ersatzbramme ist ein Ansatz, ein Haken oder dgl. angebracht, an welchem beim Verfestigen des herumgegossenen, schmelzflüssigen Metalls der Strang verankert wird, um so den Stranggießvorgang nach AntreibenIn the device according to the invention, a relatively short plug or a bag-like closed plug is used to start pouring Pipe of articulated construction, i.e. a so-called "replacement slab", is used. She is through the mold after Can be used at the bottom until its upper end seals the base of the mold, the lower end of the replacement slab is gripped by the rollers of the top pair of driven rollers. At the upper end of the replacement slab there is an approach a hook or the like. Attached to which the strand is attached when the molten metal poured around it solidifies is anchored so as to drive the continuous casting process
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des zuvor erwähnten Rollenpaares in einer Richtung zum Herausziehen des Stopfens aus der Kokille gefolgt vom Knüppelstrang zu beginnen. Die angetriebenen Rollen schieben die Ersatzbramme und den daran befestigten Knüppelstrang dann durch die rohrförmige Führung zur Schneidvorrichtung, woder Knüppelstrang vom Stopfen abgeschnitten wird, um diesen aus dem seitlichen Bewegungsweg des Stranges entfernen zu können. the aforementioned pair of rollers in a direction for pulling out the plug from the mold followed by To begin billet strand. The driven rollers push the replacement slab and the one attached to it The billet is then cut through the tubular guide to the cutting device, where the billet is cut from the stopper in order to be able to remove it from the lateral movement path of the strand.
Erfindungsgemäß soll die Kühlung des gegossenen Knüppelstranges auf eine Temperatur von ungefähr 65O 1 10O0C ( 1200 - 2 0000P) eingestellt werden, wenn er von der Kokille in die horizontale Querrichtung übergeht, so daß sich das Gußteil selber durch die Schwerkraft innerhalb eines horizontal angeordneten Endabschnittes der rohrförmigen Führung geraderichtet und vollständig verfestigt ist, wenn es in die Schervorrichtung eintritt. Daher kann die Gießvorrichtung relativ leicht und wirtschaftlich aufgebaut sein. Auch können die Größe und der Antrieb der Schere entsprechend verringert werden, weil der Knüppelstrang geschnitten wird, während er heiß jedoch verfestigt ist.According to the invention the cooling is of cast billets strand to a temperature of about 65O 1 10O 0 C (1200-2000 0 P) be adjusted when it passes from the mold in the horizontal transverse direction, so that the casting itself by gravity within a horizontally disposed end portion of the tubular guide is straightened and completely solidified when it enters the shear device. Therefore, the casting apparatus can be constructed relatively easily and economically. Also, the size and drive of the scissors can be reduced accordingly because the billet is cut while it is hot but solidified.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer teilweise axial geschnittenen Kokille, eines Gitters zum Abäützen der Brammenfläche und einer Sprühdüsenanordnung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung,Fig. 1 is a front view of a partially axially cut mold, a grid for Abäützen the slab surface and a spray nozzle arrangement of an embodiment of the invention,
Fig. 2Fig. 2
und 3 Querschnitte entlang den Linien 2-2 und 3-3 der Fig. 1,and 3 cross sections along lines 2-2 and 3-3 of Fig. 1,
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Fig. 4 eine Vorderansicht einer der Pig. I ähnlichen Anordnung mit einer abgewandelten Art eines Gitteraufbaus zum Abstützen der Brammenfläche,Figure 4 is a front view of one of the Pig. I similar arrangement with a modified type of lattice structure to support the slab surface,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 4,Fig. 5 is a cross-section along line 5-5 of Fig. 4;
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der der Fig. 4, jedoch mit einer Stützplatte für die Brammenfläche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,FIG. 6 is a view similar to that of FIG. 4, but with a support plate for the slab surface according to a further embodiment of the invention,
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 6,FIG. 7 shows a section along the line 7-7 of FIG. 6,
Fig. 8 eine teilweise in Längsrichtung geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbejs piel der Erfindung, welche die zum Stranggießen einer Metallbramme verwendete Einrichtung kurz nach Gießbeginn darstellt,8 shows a side view, partly in longitudinal section, of a device according to a further embodiment piel of the invention, which briefly describes the device used for continuously casting a metal slab after the start of pouring,
Fig. 9Fig. 9
bis 12 Querschnitte entlang den Linien 9-9 bis 12-12 der Fig. 8,to 12 cross sections along lines 9-9 to 12-12 of Fig. 8,
Fig. 13 einen Ausschnitt aus Fig. 8, welche den Gießbeginn der Vorrichtung mit Hilfe einer gelenkigen Ersatzbramme darstellt,13 shows a detail from FIG. 8, which shows the start of casting the device with the help of an articulated replacement slab,
Fig. 14 einen Längsschnitt einer Ersatzbramme, wie sie in Seitenansicht in Fig. IJ> dargestellt ist, undFig. 14 is a longitudinal section of a Ersatzbramme, as shown in side view in Fig. IJ>, and
Fig. 14a einen Schnitt entlang der Linie I4a-l4a der Fig.14a shows a section along the line I4a-14a of FIG.
In den Fig. 1 bis J5 1st eine vertikal angeordnete rohrfö'rmige Kokille 10 aus Kupfer mit einem Mantel 11 für den Kreislauf eines flüssigen Kühlmittels 12, z.B. Wasser, umIn FIGS. 1 to J5 there is a vertically arranged tubular Chill 10 made of copper with a jacket 11 for the circulation of a liquid coolant 12, for example water
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die Kokille angeordnet. Das Kühlmittel wird durch Einlaß- und Auslaßrohre I3 bzw. 14 zu- und abgeführt. Wie in Fig. 2 im Querschnitt zu sehen ist, ist die Kokille mit einem Paar einander gegenüberliegend angeordneter relativ breiter Seitenwände 15, 16 versehen, welche nach innen auf einanderzu gekrümmt sind und mit einem Paar gegenüberliegend angeordneter, relativ schmaler Endwände 17* 18, welche im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die Endwände sind an den Ecken 19, 20· abgefast und mit den angrenzenden Abschnitten 21, 22 der Seitenwände verbunden, welche im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und welche ihrerseits mit den nach innen gekrümmten Abschnitte der Seitenwände I5, 16 in der in der Zeichnung dargestellten Weise verbunden sind. Wie in Pig. 2 dargestellt, weist der Kühlmantel 11 dieselbe Form wie die Kokille 10, jedoch mit größerem Querschnitt auf und ist koaxial zur Kokille angeordnet, um einen im wesentlichen konstanten Abstand zwischen den Wänden des Kühlmantels und der Kokille herzustellen. In Fig. 1 ist zu sehen, daß oberhalb der Kokille ein Tundish 25 mit einer Mittelöffnung zum Gießen geschmolzenen Metalls, z.B. Stahl, aus einer Tundish-Charge 27 angeordnet ist. Das geschmolzene Metall fließt in einem Strahl 28 durch die Öffnung 26 in den Hohlraum 29 der Kokille. Aufgrund der Kühlwirkung des Kühlmantels 11 erhärtet das in Berührung mit der Kokille befindliche flüssige Metall schnell, so daß das geschmolzene Metall zu einer fortlaufenden Bramme yi gegossen wird, welche aus einer äußeren verfestigten Randzone 30 und einem schmelzflüssigen Metallkern 32 besteht. Beim Übergang aus dem schmelzflüssigen Stadium schrumpft das Metall von der Kokille weg, wie z.B. bei 30a, und hinterläßt einen Zwinehenraum 30b zwischen der Kokille und der Randzone der Bramme. Wie in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, hat die ver-arranged the mold. The coolant is supplied and discharged through inlet and outlet pipes I3 and 14, respectively. As can be seen in Fig. 2 in cross section, the mold is provided with a pair of oppositely arranged, relatively wide side walls 15, 16, which are curved inwardly towards each other and with a pair of oppositely arranged, relatively narrow end walls 17 * 18, which are arranged essentially parallel to one another. The end walls are chamfered at the corners 19, 20 and connected to the adjacent sections 21, 22 of the side walls, which are arranged essentially parallel to one another and which in turn are connected to the inwardly curved sections of the side walls 15, 16 shown in the drawing Way are connected. Like in Pig. 2, the cooling jacket 11 has the same shape as the mold 10, but with a larger cross-section and is arranged coaxially to the mold in order to produce a substantially constant distance between the walls of the cooling jacket and the mold. In Fig. 1 it can be seen that a tundish 25 with a central opening for pouring molten metal, for example steel, from a tundish charge 27 is arranged above the mold. The molten metal flows in a jet 28 through the opening 26 into the cavity 29 of the mold. Due to the cooling effect of the cooling jacket 11, the liquid metal in contact with the mold hardens quickly, so that the molten metal is cast into a continuous slab yi , which consists of an outer solidified edge zone 30 and a molten metal core 32. During the transition from the molten state, the metal shrinks away from the mold, for example at 30a, and leaves a twin space 30b between the mold and the edge zone of the slab. As can be seen in FIGS. 2 and 3, the
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festigte Randzone 30 der Bramme, wenn sie in der Kokille gegossen ist, dieselbe Querschnittsform wie der Hohlraum der Kokille, wobei die breiten Seitenflächen 34, 35 der Randzone der Bramme konkav gekrümmt sind, in flachen Abschnitten 36, 37 enden und mit abgefasten Ecken 38, 39 mit den im wesentlichen parallelen Teilen 40, 41 der Randzone der Bramme verbunden sind. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Fig. 1 bis 3 ist unterhalb der Kokille ein Paar im Abstand voneinander angeordneter, netzförmiger Elemente, bestehend aus Gittern 45, 46 aus Metall angeordnet. Jedes Gitter besteht aus im Abstand voneinander vertikal angeordneten Stäben 48, welche mit horizontal im Abstand zueinander angeordneten Querstäben 49 verbunden sind. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, sind die Gittersolidified edge zone 30 of the slab when it is in the mold is cast, the same cross-sectional shape as the cavity of the mold, the wide side surfaces 34, 35 of the Edge zone of the slab are concavely curved, end in flat sections 36, 37 and with chamfered corners 38, 39 are connected to the substantially parallel parts 40, 41 of the edge zone of the slab. In the embodiment the invention according to FIGS. 1 to 3 is below the mold a pair of spaced-apart, reticulated Elements consisting of grids 45, 46 made of metal are arranged. Each grid is made up of spaced apart vertically arranged rods 48 which are connected to transverse rods 49 arranged horizontally at a distance from one another are. As can be seen in Figure 3, the grids are
45 und 46 entsprechend der quergekrümmten Ausbildung der konkaven Seitenflächen 3^ und 35 der Bramme gekrümmt ausgebildet und die Gitter sind wie gezeigt so angeordnet, daß sie gegen die konkaven Seitenflächen der Bramme drücken und diese gegen Bruch oder Ausbeulen abstützen.45 and 46 corresponding to the transversely curved design of concave side surfaces 3 ^ and 35 of the slab are curved and the grids are arranged as shown so that they press against the concave side surfaces of the slab and support them against breakage or bulging.
Wenn der Brammenstrang zwischen die Gitter eingeführt wird, ist er durch Aufsprühen kalten Wassers aus Sprühdüsen 50, 51 einer intensiven Kühlwirkung ausgesetzt. Der größere Teil des Wassers wird durch die Gitteröffnungen auf die konkaven Flächen des Brammenstranges gesprüht, aber ein Teil wird auch auf die Gitter selbst gesprüht, um ein Überhitzen derselben zu verhindern. Die Gitter sind vorzugsweise aus Kupfer oder anderem wärmebeständigen Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt.When the slab strand is inserted between the grids, it is by spraying cold water from spray nozzles 50, 51 exposed to an intensive cooling effect. Most of the water is through the grille openings sprayed on the concave surfaces of the slab strand, but part is also sprayed on the grids themselves, to prevent them from overheating. The grids are preferably made of copper or other heat resistant Metal made with high thermal conductivity.
Wenn der Brammenstrang aus den stützenden Gittern 45,When the slab strand from the supporting grids 45,
46 herauskommt wird er an den Enden zwischen einem Paar Rollen 52, 53 aufgenommen, welche einander gegenüberliegende Enden der fortlaufenden Bramme erfassen. Dieses dient einmal46 comes out it is received at the ends between a pair of rollers 52, 53 which are opposite to each other Capture ends of the continuous slab. This serves once
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dem Zweck, den Brammenstrang in der Breite zusammenzupressen und sein Herausziehen aus der Kokille wie bei 30a zu erleichtern. Ein weiterer Zweck ist der, daß durch Zusammendrücken des Stranges in der Breite auch die Konkavität der konkaven Seitenflächen der Bramme als weitere Sicherheit gegen Ausbeulen oder Bruch des anfangs dünnwandigen Brammenstranges sichergestellt wird.the purpose of compressing the slab lengthwise and its withdrawal from the mold as at 30a to facilitate. Another purpose is that by compressing the strand in width, also the concavity the concave side surfaces of the slab as further security is ensured against bulging or breakage of the initially thin-walled slab strand.
Die Fig. 4 und 5 zeigen einen abgewandelten Gitteraufbau zum Abstützen der konkaven Seitenflächen der Bramme gegen den Bruch der Randzone 30 der Bramme. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die vertikalen Teile des Gitteraufbaus aus schweren Kupferplatten 60, 61 , welche wie dargestellt durch horizontale, z. B. durch Schweißen mit den vertikalen Teilen verbundene Querstäbe 63, 64, 65 parallel im Abstand zueinander gehalten werden. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, weisen die Gitter im Querschnitt gesehen, einen gekrümmten Aufbau auf und die vertikalen Teile liegen an den gekrümmten Seitenflächen 3^ bzw. 35 der Randzone 30 der Bramme an, um dieselbe gegen Bruch abzustützen. Die vertikalen Teile sind mit einer Reihe durchgehender Löcher 67* 68 versehen und in Fig. 5 ist eine Reihe von Sprühdüsen dargestellt, welche auf jeder Seite des Brammenstranges JH bei 70 und 71 zum Aufsprühen eines flüssigen Kühlmittels, z.B. kalten Wassers wie bei 72, 73» auf die konkaven Flächen der Bramme durch die Löcher im Gitter zwischen den vertikalen und horizontalen Teilen und auch durch die Löcher 67, 68 in den vertikalen Teilen angeordnet sind.FIGS. 4 and 5 show a modified grid structure for supporting the concave side surfaces of the slab against the breakage of the edge zone 30 of the slab. In this embodiment the vertical parts of the grid structure consist of heavy copper plates 60, 61, which as shown by horizontal, e.g. B. connected by welding to the vertical parts cross bars 63, 64, 65 parallel be kept at a distance from each other. As shown in Fig. 5, the grids, seen in cross section, have a curved structure and the vertical parts lie on the curved side surfaces 3 ^ and 35 of the edge zone 30 of the Slab to support it against breakage. The vertical parts are provided with a series of through holes 67 * 68 and in Fig. 5 a row of spray nozzles is shown, which on each side of the slab JH at 70 and 71 for spraying a liquid coolant, E.g. cold water as at 72, 73 »on the concave Face the slab through the holes in the grid between the vertical and horizontal parts and also through the holes 67, 68 are arranged in the vertical parts.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bestehen die Stützelemente aus dreieckigen Platten 80 mit gekrümmtem Querschnitt, wie in Fig. 7 gezeigt ist, welcher mit der benachbarten konkaven Seitenfläche 35 der Randzone 30 der Bramme zusammenpaßt. Ebenfalls ist in Fig. 7 dargestellt, wie dieseIn the embodiment of FIG. 6, the support elements consist of triangular plates 80 with a curved cross-section, as shown in Fig. 7, which is with the adjacent concave side surface 35 of the edge zone 30 of the slab fits together. It is also shown in FIG. 7 how this
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Platten an den konkaven Flächen der Bramme zum Abstützen derselben gegen Bruch anliegen. Die Platten sind mit einer Reihe durchgehender Löcher 8l versehen und eine Reihe von Sprühdüsen 82 ist gegenüber jeder Platte zum Sprühen kalten Wassers oder eines anderen flüssigen Kühlmittels durch die Löcher 81 in der Platte auf die Flächen des Brammenstranges angeordnet.Plates rest against the concave surfaces of the slab to support the same against breakage. The panels come with a Series of through holes 81 are provided and a series of spray nozzles 82 is cold opposite each plate for spraying Water or another liquid coolant through the holes 81 in the plate onto the surfaces of the slab strand arranged.
Die in den Fig. 8 bis einschließlich 12 dargestellte Anordnung umfaßt einen Tundish 110 mit schmelzflüssigem Metall, in diesem Falle Stahl, welcher durch Schwerkraft in einem Strahl 111 in das obere Ende einer im wesentlichen vertikal angeordneten rohrförmigen Kokille 112 gegossen wird, welche aus einem Metal)!hoher Wärmeleitfähigkeit z.B. Kupfer besteht. Die Kokille wird durch eine Reihe von Sprühdüsen 113 gekühlt, welche ein flüssiges Kühlmittel, z.B. kaltes Wasser, gegen alle Seiten der Kokille sprühen. Dieses führt dazu, daß der schmelzflüssige Stahl angrenzend an die Kokillenwände, wie z.B. bei 114 zu einer äußeren Randzone des vergossenen Metalls erstarrt, welche einen Kern schmelzflüssigen Stahls 115 umschließt. Die Kokille weist im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wie in Fig. 9 dargestellt ist, um einen fortlaufenden Knüppelstrang mit vorbestimmtem Querschnitt zu gießen.The arrangement shown in Figures 8 through 12 includes a tundish 110 of molten metal, in this case steel, which by gravity in a jet 111 into the upper end of a substantially vertical arranged tubular mold 112 is cast, which consists of a metal)! high thermal conductivity, e.g. copper. The mold is driven by a series of spray nozzles 113 cooled, which spray a liquid coolant, e.g. cold water, against all sides of the mold. This leads so that the molten steel adjacent to the mold walls, such as at 114 solidified to an outer edge zone of the poured metal, which molten a core Enclosing steel 115. The mold has a substantially rectangular cross section, as shown in Fig. 9 to to cast a continuous billet strand with a predetermined cross-section.
Der so hergestellte Knüppelstrang mit:, seiner äußeren verfestigten Randzone 114 und seinem schmelzflUssigen Kern 115 tritt bei II6 aus der Unterseite der Kokille aus, worauf er durch einen durch ein Gitter aus Stange, welche an der Unterseite der Kokille befestigt sind, gebildeten Durchgang hindurchtritt. Dieses Gitter führt und stützt den Knüppelstrang, wie mit II7 und 118 in den Fig. 8 und 10 angedeutet ist. Eine Reihe von Sprühdüsen II9, 120 ist um das und entlang dem Gitter angeordnet um ein flüssiges Kühlmittel. z.B.The billet strand produced in this way with :, its outer Solidified edge zone 114 and its molten core 115 emerges from the underside of the mold at II6, whereupon he passed through a grid of rods attached to the Underside of the mold are attached, formed passage passes through. This grid guides and supports the billet strand, as indicated by II7 and 118 in FIGS. 8 and 10 is. A series of spray nozzles II9, 120 are arranged around and along the grille around a liquid coolant. e.g.
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kaltes Wasser, durch die öffnungen zwischen den Gitterstäben auf den Knüppelstrang und auch auf die Gitterstäbe selbst zu sprühen, so daß die Dicke der verfestigten äußeren Randzone des Knüppelstranges schnell gesteigert wird, wie in Fig. 10 zu sehen ist. Nach dem Durchgang durch die Gitter 117, 118 läuft der Knüppelstrang zwischen einem Paar angetriebener Rollen 125, 126 (Fig. 8 und 11) hindurch, welche jeweils am Umfang so mit einer Nut versehen oder anders geformt sind wie mit 127, 128, 129 in Pig. Il gezeigt ist, um die angrenzenden Flächen des Knüppelstranges 116 bei 130, 131 zu erfassen, so daß die Rollen alle Seiten des Knüppelstranges in der in Fig. 11 dargestellten Weise nahezu vollständig umfassen. Die Rollen 125, 126 sind über ein nicht dargestelltes Getriebe mit einem nicht dargestellten Elektromotor zum Antreiben der Rollen in einer Drehrichtung verbunden. Beim Betrieb der Anlage, wie in Fig. 8 dargestellt ist, werden die Rollen in der Richtung angetrieben, daß sie den Knüppel nach unten fördern und ihn durch eine rohrförmige Führung I32 hindurchschieben, welche unterhalb der Rollen in der in Fig. 8 dargestellten Weise angeordnet ist.cold water, through the openings between the bars to spray on the billet strand and also on the bars themselves, so that the thickness of the solidified outer edge zone of the billet strand is increased rapidly, as can be seen in FIG. After passing through the grilles 117, 118 the billet strand runs between a pair of driven rollers 125, 126 (Figs. 8 and 11), which are each provided with a groove on the circumference or shaped differently as with 127, 128, 129 in Pig. Il shown is to capture the adjacent faces of billet 116 at 130, 131 so that the rollers all sides of the billet strand almost completely in the manner shown in FIG. 11. The rollers 125, 126 are over a transmission (not shown) with an electric motor (not shown) for driving the rollers in one Direction of rotation connected. When operating the system, as shown in Fig. 8, the rollers are in the direction driven that they promote the stick down and push it through a tubular guide I32, which is arranged below the rollers in the manner shown in FIG.
Die rohrförmige Führung Ij52 ist so aufgebaut, wie in den Fig. 8 und 12 dargestellt ist und umfaßt ein Gehäuse mit langgestrecktem, gegabelten abschnittsweisen Aufbau. Die Abschnitte I33, 134 sind miteinander an im Abstand über die Länge verteilten Punkten zum leichteren Zusammenbau und Zerlegen, wie bei 135, 136, verschraubt. Jeder Abschnitt weist in seinem Inneren eine Reihe sich längs erstreckender Führungsschienen 137, 138 auf, deren innere Enden einen Durchgang für den Querschnitt des Knüppelstranges II6 bilden, und welche zusammen alle vier Wände des KnüppeIstranges in der in Fig. 11 gezeigten Weise erfassen. Sprühdüsen durchdringen die rohrförmige Führungs 132 an im Abstand am Umfang The tubular guide Ij52 is constructed as shown in FIGS. 8 and 12 and comprises a housing having an elongated, forked sectional structure. Sections I33, 134 are bolted together at points spaced along the length for easier assembly and disassembly, as at 135, 136. Each section has in its interior a series of longitudinally extending guide rails 137, 138, the inner ends of which form a passage for the cross section of the billet strand II6 and which together encompass all four walls of the billet strand in the manner shown in FIG. Spray nozzles penetrate the tubular guide 132 at a distance around the circumference
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und über die Länge verteilten Punkten l4o, 141, 142, 143, um auf alle Seiten des Knüppelstranges über seine gesamte Länge ein Kühlmittel, z.B. Wasser zu sprühen. Diese Sprühdüesen sind so eingestellt, daß sie ein gesteuertes Kühlen des Stranges erzielen. Dadurch verläuft der Knüppelstrang durch die rohrförmige Führung I32 und paßt sich dem Durchlaß im wesentlichen aufgrund seines Eigengewichtes an. Führungsrollen können anstelle der Führungsschienen 137* 138 verwendet werden.and points l4o, 141, 142, 143, um distributed over the length on all sides of the billet strand over its entire length spray a coolant, e.g. water. These spray nozzles are set so that they achieve controlled cooling of the strand. As a result, the billet strand runs through the tubular Guide I32 and essentially adapts to the passage due to its own weight. Guide rollers can be used instead of guide rails 137 * 138.
Nach dem Austritt aus der rohrförmigen Führung 132 läuft der Knüppelstrang über eine Schneidvorrichtung 147, welche den Knüppelstrang in gewünschten Längen abtrennt.After exiting the tubular guide 132 runs the billet strand via a cutting device 147, which cuts the billet strand in the desired lengths.
Um den Stranggießvorgang zu beginnen, wie er in den Fig. 8 bis 12 dargestellt ist, wird wie oben erwähnt, ein Stopfen oder eine Ersatzbramme I50 verwendet, wie sie in den Fig. 14 und 14a dargestellt ist. Sie wird in der in Fig. I3 dargestellten Weise verwendet. Die Ersatzbramme I50 weist ein vorzugsweise aus Kupfer hergestelltes Kopfteil I5I auf, welches so geformt ist, daß es dichtend in den Boden der Kokille 112 In der in Fig. 8 gezeigten Weise hineinpaßt. Das Kopfteil I5I ist mit einem vorzugsweise aus Stahl gefertigten Ansatz 151a versehen, so daß ein Teil des aus dem Tundish in die Kokille abgegossenen schmelzflüssigen Stahles zum Verankern der verfestigten Basis des Knüppelstranges an der Ersatzbramme um den Ansatz herum erstarrt.In order to start the continuous casting process as shown in FIGS. 8 to 12, as mentioned above, a Stopper or a spare I50 slab as used in the 14 and 14a is shown. It is shown in the in Fig. I3 used way. The replacement slab I50 shows preferably made of copper head part I5I, which is shaped to sealingly fit into the bottom of the mold 112 in the manner shown in FIG. The headboard I5I is provided with an extension 151a, preferably made of steel, so that part of the molten steel poured from the tundish into the mold solidified for anchoring the The base of the billet strand on the replacement slab solidified around the approach.
Das Kopfteil I5I endet an seiner Unterseite in einer gekrümmten oder sphärisch geformten, konkaven Fläche I52, welche an einer komplementären konvex gekrümmten oder sphärischen Fläche 153 anliegt, die am oberen Ende eines Gelenkteiles 154 ausgebildet ist. Das Gelenkteil 154 bildet das erste einer Reihe von Gelenkteilen 154 bis I57, die ähnlich geformt sind, so daß sie aufeinanderfolgend aneinander anliegen, wie es am besten in Flg. 14 zu sehen ist. Die Reihe der Teile I5IThe head part I5I ends in a curved shape on its underside or spherically shaped, concave surface I52, which at a complementary convex curved or spherical Surface 153 rests against the upper end of a joint part 154 is trained. The hinge part 154 forms the first one Series of hinge parts 154 to I57 that are similarly shaped, so that they lie next to one another, as best shown in Flg. 14 can be seen. The series of parts I5I
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und 15^ bis 157 ist gelenkig miteinander durch einen flexiblen Streifen I58 aus Stahl verbunden, welcher durch Schlitze dieser Teile hindurchgeht und an seinem oberen Ende bei I60 mit dem Kopfteil I5I verstiftet ist und an seinem unteren Ende in einem überstehenden Gewindebolzen 161 endet, welcher an das untere Ende des Streifens I58 geschweißt und von einer wendeiförmigen Druckfeder I62 umgeben ist, welche zwischen dem untersten Gelenkteil 157 und einer Endmutter I63 angeordnet ist, die auf den Gewindebolzen geschraubt ist. Die Ersatzbramme kann so gebogen und entsprechend der Krümmung und dem horizontalen Verlauf in Richtung der Schneidvorrichtung gekrümmt werden, hinter welcher sie von dem gegossenen Strang durch die Schere getrennt wird.and 15 ^ to 157 is articulated to one another by one flexible strip I58 made of steel, which passes through slots of these parts and at its upper End at I60 is pinned to the head part I5I and on its lower end ends in a protruding threaded bolt 161 which is attached to the lower end of the strip I58 welded and surrounded by a helical compression spring I62, which is located between the lowermost joint part 157 and an end nut I63 is arranged on the threaded bolt is screwed. The replacement slab can be bent and according to the curvature and the horizontal Course are curved in the direction of the cutting device, behind which it is from the cast strand through the scissors are separated.
In den Fig. I5 und Ik ist zu sehen, wie das untere Ende der Ersatzbramme I50 in das obere Ende der Kokille 112 eingesetzt und nach unten geschoben ist, bis das Kopfteil 151 die Basis der Kokille abdichtet, und das untere Ende 157 mit den Rollen I25, 126 in der Fig. IjJ dargestellten Weise in Eingriff steht. Das Abgießen des schmelzflüssigen Stahls aus dem Tundish 110 in die Kokille wird darauf begonnen. Nach dem Erstarren des Metalls um den Ansatz 151a der Ersatzbramme werden die Rollen 125, 126 angetrieben, um dieselbe gefolgt von dem gegossenen Knüppelstrang aus der Kokille herauszuziehen. Die Ersatzbramme wird dann gefolgt von dem gegossenen Knüppelstrang durch die Rollen nach unten durch die rohrförmige Führung 1^2 gefördert und darauf zur Schneidvorrichtung 147. Wenn die von dem Brammenstrang gefolgte Ersatzbramme durch die Schneidvorrichtung hindurchgetreten ist, wird dieselbe betätigt, um das Ende des Knüppelstranges wie bei I65 in der in Fig. 8 dargestellten Weise abzuschneiden. Die Ersatzbramme wird aus der Stranggußlinie entfernt, so daß der so begonnene Gießvorgang fortgesetzt werden kann.In Figs. I5 and Ik it can be seen how the lower end of the replacement slab I50 is inserted into the upper end of the mold 112 and pushed down until the head part 151 seals the base of the mold, and the lower end 157 with the rollers I25, 126 in the Fig. IjJ shown manner is engaged. The pouring of the molten steel from the tundish 110 into the mold is then started. After the metal around the extension 151a of the replacement slab has solidified, the rollers 125, 126 are driven in order to pull the same, followed by the cast billet strand, out of the mold. The replacement slab followed by the cast billet is then conveyed by the rollers down through the tubular guide 1 ^ 2 and then to the cutting device 147. When the replacement slab followed by the billet has passed through the cutting device, the same is actuated to close the end of the billet cut off as at I65 in the manner shown in FIG. The replacement slab is removed from the continuous casting line so that the casting process started in this way can be continued.
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Die Ersatzbramme I50, Fig. 14, wird vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und wird in der Zeit, während oder bevor das flüssige Metall in die Kokille eingebracht wird, besprüht, so daß das eintretende Metall sofort verfestigt wird und so das Herausziehen der Ersatzbramme und des verfestigten Stahlstranges schnell begonnen werden kann. Auch kann, wie in Pig. IjJ zu sehen 1st, die Kokille gerade oder gekrümmt sein und in Schwingung oder Vibration versetzt werden oder stillstehen.The replacement slab I50, FIG. 14, is preferably made from Copper is produced and is produced during or before the liquid metal is introduced into the mold, sprayed so that the entering metal is immediately solidified and so the extraction of the replacement slab and the solidified Steel strand can be started quickly. Also, as in Pig. IjJ to see 1st, the mold straight or be curved and vibrate or vibrate or stand still.
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