DE2321064C3

DE2321064C3 - Hollow mandrel for the continuous casting of metallic tubes

Info

Publication number: DE2321064C3
Application number: DE19732321064
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.- Ing. Dr. 4600 Dortmund Pleschiutschnigg
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2321064A1; DE2321064B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohldorn zum Stranggießen metallischer Rohre, der in eine gekühlte Stranggießkokille eingebaut ist und aus einer porösen *S Wandung besteht, die für eine Beaufschlagung mit einem unter Überdruck stehenden sowie durch seine poröse Wandung austretenden Kühlmittel ausgebildet istThe invention relates to a hollow mandrel for the continuous casting of metallic tubes, which is in a cooled Continuous casting mold is built in and consists of a porous * S Wall is made for an exposure to a pressurized as well as by his porous wall exiting coolant is formed

Ein Hohldorn dieser Art ist nach der DE-OS 19 23 471 bekannt. Zum Gießen von Rohren wird er zentral in eine gleichfalls aus porösem Material bestehende Kokille eingesetzt, woraufhin die Kokille von außen und der Hohldorn von innen mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit versorgt werden, welche auf der jeweils dem Rohr zugekehrten Seite austritt Hierbei kann jedoch bei Beaufschlagung mit dem Kühlmittel ein in Durchlaufrichtung des Metalls gleichmäßiger Austritt aus der porösen Kokillenwand biiw. aus dem porösen Hohldorn nicht erfolgen. Das liegt daran, daß sich in Richtung nach unten der statische Druck, der durch die kühlende Flüssigkeit überwunden werden muß, steigert Als Folge davon muß bei Verwendung des gleichen kühlenden Mittels der Druck so groß gewählt werden, daß auch im untersten Teil des Hohldorns noch ein Austritt des kühlenden Mittels möglich ist. Dies bedeutet aber, daß im oberen Teil der Kokillenwandung und auch des Hohldorns wesentlich mehr an Kühlflüssigkeit austritt als unten. Hierdurch wird indes das flüssige Metall sehr stark beunruhigt, desgleichen kann so es dabei zu betrieblichen Störungen kommen.A hollow mandrel of this type is according to DE-OS 19 23 471 known. For the casting of pipes it is centered in a likewise made of porous material Mold used, whereupon the mold from the outside and the hollow mandrel from the inside with a pressure standing liquid are supplied, which emerges on the side facing the tube However, when the coolant is applied, a uniform exit in the direction of flow of the metal can occur biiw from the porous mold wall. do not take place from the porous hollow mandrel. This is because in In the downward direction, the static pressure that has to be overcome by the cooling liquid increases As a result, when using the same cooling agent, the pressure must be chosen so high that that an exit of the cooling agent is still possible in the lowest part of the hollow mandrel. this but means that in the upper part of the mold wall and also of the hollow mandrel there is much more cooling liquid exits as below. In this way, however, the liquid metal is very much disturbed, and so can the same operational disruptions occur.

Die Aufgabenstellung der Erfindung liegt darin, einen einwandfreien Ablauf des Gießverfahrens zu gewährleisten, wobei das flüssige Metall in der Kokille ruhig bleiben soll. SSThe object of the invention is to ensure that the casting process runs smoothly, whereby the liquid metal should remain calm in the mold. SS

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohldorn bei zylindrischer Außenfläche eine sich in Richtung des Kokillenauslaufes verjüngende Wandstärke aufweist. Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Hohldorn wird der in Richtung des Kokillenauslaufs größer werdende statische Druck des Metalls dadurch ausgeglichen, daß der Druckwiderstand für den Ausdruck der kühlenden Flüssigkeit oder eines kühlenden Gases infolge der kleiner werdenden Wands'ärke kleiner wird. Demgemäß kann im unteren Teil des Hohldorns eine gleich große Menge an kühlendem Mittel austreten, wie dies im oberen Teil des Hohldorns der Fall ist. Dadurch wird nicht nur erreicht, daß auch der untere Teil des Hohldorns noch gekühlt wird und in dessen Bereich eine Kühlung des Rohres eintritt, sondern zugleich sichergestellt, daß im oberen Teil des Hohldorns nicht so viei Kühlmittel austreten kann, daß das flüssige Metall beunruhigt wird.This object is achieved according to the invention in that the hollow mandrel is cylindrical The outer surface has a wall thickness that tapers in the direction of the mold outlet. With one in this one With a hollow mandrel designed in this way, the static pressure of the increasing in the direction of the mold outlet Metal balanced by the fact that the pressure resistance for the expression of the cooling liquid or a cooling gas becomes smaller as a result of the decreasing wall thickness. Accordingly, in the lower Part of the hollow mandrel leak an equal amount of cooling agent, as in the upper part of the Hollow mandrel is the case. This not only ensures that the lower part of the hollow mandrel is also cooled is and in whose area a cooling of the pipe occurs, but at the same time ensures that in the upper Part of the hollow mandrel cannot escape so much coolant that the liquid metal is disturbed.

Der neue Hohldorn besitzt also einen sich im Innern in Richtung auf seine Beaufschlagung konisch verjüngenden Raum. Eine konische Ausbildung ist bei einem Hohldorn zum Gießen von Rohren zwar nach der DE-PS 8 43 138 bekannt, doch ist dabei der Innenraum des Hohldorns zylindrisch, wohingegen die Wandstärke in Richtung auf die Beaufschlagungsseite eine zunehmende, konische Erweiterung erfährt Für die Ausbildung des Kühlmittels ist die Wandung dabei im übrigen nicht vorgesehen.The new hollow mandrel has a conically tapering inside in the direction of its impact Space. A conical design is in a hollow mandrel for casting pipes according to the DE-PS 8 43 138 known, but it is the interior of the hollow mandrel is cylindrical, whereas the wall thickness increases in the direction of the impact side, Conical expansion experiences For the formation of the coolant, the wall is in the rest not provided.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohldorn mit einem nach oben aus der Stranggießkokille herausragenden Teil versehen, welches mit einer Vorrichtung zur Höhenverstellung des Hohldorns gegenüber der Stranggießkokille verbunden ist Hierdurch kann auf die Erstarrungsbedingungen derart eingewirkt werden, daß sich eine gleichmäßige Innenschicht des Rohres bildet, indem die Höhenlage des Hohldorn»- in bezug auf den Spiegel des flüssigen Metalis in der Kokille verändert wird. Selbstverständlich läßt sich eine derartige Verstelleinrichtung gleichfalls in eine Regeleinrichtung einbeziehen.In an advantageous embodiment of the invention, the hollow mandrel is with an upward out of the continuous casting mold protruding part provided, which with a device for adjusting the height of the hollow mandrel compared to the continuous casting mold is connected. This can affect the solidification conditions in such a way acted that a uniform inner layer of the pipe is formed by the altitude of the Hohldorn »- is changed in relation to the level of the liquid metal in the mold. Of course such an adjusting device can also be included in a control device.

Als Kühlmittel lassen sich grundsätzlich zahlreiche Fluide verwenden. Hierzu zählen auch inerte Gase, und zwar insbesondere Edelgase, wie Argon.In principle, numerous fluids can be used as the coolant. This also includes inert gases, and especially noble gases such as argon.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung sei auf die sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigtTo further illustrate the invention, reference is made to an exemplary embodiment Drawings referenced. In it shows

F i g. 1 eine im Längsschnitt dargestellte Ausführungsform des neuen Hohldorns, währendF i g. 1 shows an embodiment of the new hollow mandrel shown in longitudinal section, while

Pig.2 den neuen Hohldorn zusammen mit einer Verstelleinrichtung für seine Höhenlage in bezug auf die Kokille veranschaulichtPig.2 the new hollow mandrel together with a Adjusting device for its height with respect to the mold illustrated

F i g. 1 zeigt schematisch einen Kokillentisch 1, der eine gekühlte Kokille 2 trägt und beispielsweise in an sich bekannter Form eine auf- und abwärtsgehende Bewegung auf die Kokille 2 übertragen kann, damit sich die äußere Strangschale 3 des in Erstarrung begriffenen Rohrs von der Kokilleninnenwandung lösen kann. Das Rohr erstarrt dann während des weiteren Verlaufes vollständig und wird der weiteren Verarbeitung zugeführt Im Verlaufe der Erstarrung wächst gleichfalls die innere Strangschale 4 so lange, bis die zunächst zwischen der äußeren und inneren Strangschale noch befindliche flüssige Phase 5 erstarrt istF i g. 1 shows schematically a mold table 1 which carries a cooled mold 2 and, for example, in FIG known form an upward and downward movement can be transferred to the mold 2 so that the outer strand shell 3 of the solidifying tube can detach from the inner wall of the mold. That The pipe then solidifies completely during the further course and is ready for further processing supplied In the course of solidification, the inner strand shell 4 also grows until the first Liquid phase 5 still located between the outer and inner strand shell has solidified

In den zentralen Bereich der Kokille 2 ist der Hohldorn 16 eingesetzt In Richtung des Pfeiles 7 ist er mit einem Fluid beaufschlagbar, wohingegen er in Richtung des Doppelpfeiles 8 in seiner Höhenlage geregelt werden kann.The hollow mandrel 16 is inserted into the central area of the mold 2. In the direction of the arrow 7, it is can be acted upon by a fluid, whereas it is in the direction of the double arrow 8 in its altitude can be regulated.

Im Innern des Hohldorns 16 befindet sich der konische Hohlraum 17, in welchen das Kühlmittel eindringt. Aus dem Hohlraum 17 kann es sodann infolge der Porösität des Hohldorns nach außen austreten, wobei im unteren Bereich ein geringerer Druckverlust als im oberen Bereich eintritt. Hierdurch wird die beschriebene, gleichmäßige Kühlwirkung in unterschiedlichen Höhenlagen sichergestellt. Das" Kühlmittel entweicht in Richtung der Pfeile 14 und 15 teils nach oben und teils nach unten.Inside the hollow mandrel 16 is the conical cavity 17 in which the coolant penetrates. Due to the porosity of the hollow mandrel, it can then exit to the outside from the cavity 17, with a lower pressure loss in the lower area than in the upper area. This will make the described, even cooling effect ensured at different altitudes. The "coolant escapes in the direction of arrows 14 and 15 partly upwards and partly downwards.

Da es in besonderem Maße darauf ankommt, dem statischen Druck des flüssigen Metalls in erforderlichem Maße das Gleichgewicht zu halten, ist der Hohldorn 16Since it is particularly important, the static pressure of the liquid metal in required The hollow mandrel 16 is used to maintain balance

gemäß Fig.2 in einer Verstelleinrichtung 18 angeordnet Letztere besteht aus einem in beiden Richtungen des Pfeiles 19 antreibbaren Einstellrad 20, welches mit einer Zahnstange 21 kämmt, die ihrerseits den Hohldorn 16 hält Neben dem Hohldorn erkennt ivian in F i g. 2 noch einen Zwischenbehälter 22 für flüssiges Metall welches aus diesem Zwischenbehälter in die Kokille 2 gelangt In zeichnerisch nicht dargestellter Weise kann die Verstelleinrichtung 18 Bestandteil eines Regelkreises sein, wobei die möglichst gleichmäßige Bildung einer inneren Strangschale die Zielgröße ist Meßtechnisch bieten sich Möglichkeiten dadurch an, daß das aus dem Hohldorn austretende Kühlmittel einen anderen Gegendruck zu überwinden hat, wenn es unmittelbar vor das flüssige Metall trifft, als wenn es vor eine ggf. auch nur sehr dünne Strangschale trifft.arranged in an adjusting device 18 according to FIG The latter consists of a setting wheel 20 which can be driven in both directions of the arrow 19 and which with a rack 21 meshes, which in turn, the hollow mandrel 16 stops In addition to the hollow mandrel, ivian recognizes in FIG. 2 Another intermediate container 22 for liquid metal, which from this intermediate container into the mold 2 In a manner not shown in the drawing, the adjusting device 18 can be part of a control loop The aim is to achieve the most uniform possible formation of an inner strand shell There are possibilities in that the coolant emerging from the hollow mandrel has a different counter pressure has to overcome if it hits the liquid metal immediately in front of it than if it hits in front of a possibly also only hits very thin strand shell.

Der Hohldorn 16 ist zeichnungsgemäß mit rundem Innenquerschnitt und Außenquerschnitt dargestellt Er kann jedoch auch unter Einhaltung der erfindungsgemäf vorgesehenen Konizität mit polygonalen Querschnitten versehen werden, so daß sich auch Rohre mit anderen als runden Querschnitten erzeugen lassen.The hollow mandrel 16 is shown in the drawing with a round inner cross-section and an outer cross-section however, it can also have polygonal cross-sections while maintaining the conicity provided according to the invention be provided so that pipes with other than round cross-sections can be produced.

Mit dem neuen Hohldorn läßt sich besonders den Bedingungen, wie sie beim Herstellen von Rohren aus Eisenwerkstoffen bestehen, Rechnung tragen, weil hierbei in Richtung nach unten der ferrostatische Druck stark zunimmtThe new hollow mandrel can be used in particular to meet the requirements for the manufacture of pipes Iron materials exist, take into account, because here the ferrostatic pressure in the downward direction increases sharply

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Hollow mandrel for the continuous casting of metallic tubes, which is inserted into a cooled continuous casting mold is built in and consists of a porous wall, which is suitable for exposure to an under Coolant standing overpressure and exiting through its porous wall is formed, characterized by a tapering strength in the direction of the mold outlet Wall with a cylindrical outer surface of the hollow mandrel (16).

2. Hollow mandrel according to claim 1, characterized in that the from the continuous casting mold (2) after TeH protruding above the hollow mandrel (16) with a device (18) -for height adjustment of the Hollow mandrel (16) opposite the continuous casting mold (2) is connected