DE2426692C3

DE2426692C3 - Method and device for cooling the strand forming in an oscillating mold during the continuous casting of steel

Info

Publication number: DE2426692C3
Application number: DE19742426692
Authority: DE
Inventors: Markus Zürich Schmid (Schweiz)
Original assignee: Concast AG
Current assignee: SMS Concast AG
Priority date: 1973-06-04
Filing date: 1974-06-01
Publication date: 1976-02-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen des sich in einer oszillierenden Kokille bildenden Stranges beim Stranggießen von Stahl, wobei der Strang beim Durchlauf durch die Kokille in einer ersten 2'one indirekt gekühlt sowie allseitig geführt und in einer letzten Zone durch im wesentlichen in Stranglaufrichtung verlaufende streifenförmige Stützflächen geführt sowie durch entlang des Stranges streifenförmig geführtes Wasser direkt gekühlt wird und eine Kokille zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for cooling the strand forming in an oscillating mold In the continuous casting of steel, the strand as it passes through the mold in a first 2'one indirectly cooled and guided on all sides and in a last zone by essentially running in the direction of the strand Strip-shaped support surfaces out as well as by strip-shaped out along the strand Water is cooled directly and a permanent mold to carry out the process.

Beim Stranggießen von Stahl, insbesondere mit hohen Gießgeschwindigkeiten, ist das Erzeugen einer gleichmäßigen, möglichst dicken Strangkruste beim Austritt des Stranges aus der Kokille von großer Bedeutung. In the continuous casting of steel, especially at high casting speeds, the production of a Uniform, as thick as possible strand crust when the strand emerges from the mold is of great importance.

Durch das Schwinden der Strangkruste innerhalb der Kokille hebt sich diese von der Kokillenwand ab oder erzeugt je nach Strangquerschnitt und Konizität des Formhohlraumes ein über den Umfang gesehen unregelmäßiges Anliegen des Stranges an der Kokillenwand. Durch dieses unregelmäßige Anliegen bildet sich, speziell im unteren Teil der Kokille, eine Strangkruste, die am Kokillenausgang unterschiedlich dick ist und die bekannten Nachteile, wie Spießkantigkeil. Risse.Due to the shrinkage of the strand crust within the mold, it is lifted from the mold wall or Depending on the strand cross-section and the conicity of the mold cavity, it creates an irregular shape over the circumference Application of the strand to the mold wall. This irregular concern creates, especially in the lower part of the mold, a strand crust, which is of different thicknesses at the mold exit and the known disadvantages, such as spit-edged wedge. Cracks.

Durchbrüche usw., aufweist.Breakthroughs, etc., has.

Zur Erzeugung von Strängen mit über den UmfangFor creating strands with over the circumference

⁶S gesehen gleichmäßiger Krustendicke am Kokillenausgang wären deshalb kur;:e Kokillen mit nachfolgender Sprühkühlung vorteilhaft. Die Strangkrustendicke ist aber beim Austritt aus solchen Kokillen dünn und des- ⁶ S a uniform crust thickness at the mold exit would therefore be short;: e molds with subsequent spray cooling would be advantageous. However, the strand crust thickness is thin when it emerges from such molds and therefore

halb sehr durchbruchanfällig, so daß bereits kleinste Fehlerstellen in der Strangkruste Durchbrüche verursachen können, weshalb in bezug auf Durchbrüche lange Kokillen vorzuziehen wären. Solche langen Kokillen häbcr. aber im unteren Teil eine sehr kleine 'ind im s Umfang gesehen unregelmäßige Kühlleistung. Sie sind zur Erzeugung gleichmäßig dicker Strangkrusten und somit für ein schnelles und durchbruchsicheres Gießen, speziell bei Knüppel- und Vorblock-Qut-rschnh.en. nicht geeigne-'.half very susceptible to breakthroughs, so that even the smallest flaws in the strand crust can cause breakthroughs, which is why long molds would be preferable with regard to breakthroughs. Such long molds would have. But at the bottom of a very small 'ind seen in s peripheral irregular cooling capacity. They are used to create evenly thick strand crusts and thus for fast and break-through-proof casting, especially for billet and bloom blocks. not suitable.

Es ist eine Kokille zum Gießen von Leichtmetall bekannt, bei der unmittelbar am unteren Rand der gekühlten Blockform ein Ring angeordnet ist, dessen Wandung den absinkenden Strang mit geringem Spiel umschließt. Ein enger, schräg auf die Innenkante der Blockform gerichteter Spalt in diesem Ring wird zum Ausblasen eines dünnen Schleiers von gasförmigem Druckmittel zwischen die Blockform und den Strang verwendet. Unterhalb dieses Ringes ist ein zueiier. den Strang eng umfassender Ring mit einer Vielzahl von Düsen zum Ausspritzen von Dampf oder Dampf-Flüssigkeits-Gemisch angebracht. Unterhalb dieses zweiten Ringes ist ein weiterer, mit der Kokille verbundener Teil für Flüssigkeitstauchkühlung des Stranges vorgesehen. Durch das Ausblasen eines dünnen Schleiers von gasförmigem Druckmittel zwischen die Blockform und den Strang soll infolge der geringen spezifischen Wärme des Gases oder der Luft das Erstarren des Blockes von der Außenseite her verzögert werden, damit etwa vorhandene Gase oder Verunreinigungen im flüssigen Sumpf nach oben aufsteigen können. Die Anwendung dieser Kokille zum Stranggießen von Stahl würde einerseits durch den Gasschleier eine Verzögerung der Erstarrung der Strangkruste, und andererseits bei Verwendung von Dampf oder Dampf-Flüssigkeits-Gemisch durch das Aufsteigen dieser Kühlmittel in den Badspiegelbereich Explosionen erzeugen. Zum Gießen von Stahllegierungen ist diese Kokille somit nicht geeignet. A mold for casting light metal is known, in which a ring is arranged directly on the lower edge of the cooled block mold, the wall of which surrounds the descending strand with little play. A narrow gap in this ring, directed obliquely towards the inner edge of the block form, is used to blow out a thin veil of gaseous pressure medium between the block form and the strand. Below this ring is a zueiier. The strand tightly encompassing ring with a plurality of nozzles for ejecting vapor or vapor-liquid mixture attached. Underneath this second ring, another part connected to the mold is provided for submerged liquid cooling of the strand. By blowing out a thin veil of gaseous pressure medium between the block form and the strand, the solidification of the block from the outside should be delayed due to the low specific heat of the gas or air, so that any gases or impurities in the liquid sump can rise to the top . The use of this mold for the continuous casting of steel would, on the one hand, delay the solidification of the strand crust due to the gas curtain and, on the other hand, if steam or a steam-liquid mixture were used, this coolant would cause explosions to rise into the bath level area. This mold is therefore not suitable for casting steel alloys.

Es ist auch eine oszillierbare Kokille bekannt, die. in Stranglaufrichtung gesehen, hintereinander zwei verschiedene Kühlverfahren bzw. Kühleinrichtungcn aufweist. Die erste Kühleinrichtung besteht aus gekühlten, den Kokillenhohlraum begrenzenden Wänden. Diese Wände führen den Strang und kühlen ihn indirekt. Dieser ersten Kühleinrichtung folgt unmittelbar anschließend eine zweite, die den Strang mittels in Stranglaufrichtung angeordneten, streifenförmigen Führungsflächen führt und in dazwischenliegenden, streifenförmigen Kühlwasserkanälen den Strang direkt kühlt. Diese Kokille hat jedoch den Nachteil, daß der sich in den streifenförmigen Kühlwasserkanälen bildende Dampf in dem Schrumpfspalt zwischen der Kokillenwand und dem Strang im indirekt gekühlten Kokillenteil bis zum Badspiegel hochsteigen und dabei Explosionen verursachen kann.It is also known an oscillatable mold that. Seen in the direction of the strand, two different ones one behind the other Has cooling method or cooling devices. The first cooling device consists of cooled, walls delimiting the mold cavity. These walls guide the strand and indirectly cool it. This The first cooling device is followed immediately by a second one, which by means of the strand in the direction of travel of the strand arranged, strip-shaped guide surfaces and leads in intermediate, strip-shaped Cooling water channels directly cools the strand. However, this mold has the disadvantage that the in the strip-shaped cooling water channels forming steam in the shrinkage gap between the mold wall and climb the strand in the indirectly cooled part of the mold up to the bath level and cause explosions in the process can.

Es ist weiter eine Kokille bekannt, die eine indirekte und eine dieser nachgeordnetc. in Stranglaufrichtung streifenförmige, direkte Kühlung aufweist. Zwischen Kühlwasserkanälen sind streifenförmige Führungsflä- <>o chen angebracht. Der untere, mit der direkten Kühlung versehene Teil der Kokille besteht aus zwei einander gegenüberliegenden schwenkbaren Kühlbacken, während die beiden anderen Seiten die Fortsetzung der ir direkten Kühleinrichtung bilden. Die beiden schwenkbaren Kühlbacken sind oberhalb der Kühlwasserkanale mit zwei quer zur Stranglaufrichtung verlaufenden Nuten versehen, wobei, in Stranglaufrichtung gesehen, die erste zum Ableiten von Wasserdampf und die zweite, die in Verbindung mit den Kühlwasserkanälen steht, zum Einpressen von Luft dient. Diese Kokille erzeugt, über den Umfang gesehen, eine ungleichmäßige Krustendicke, weil die Kühlung in einander anstoßenden Wänden stark unterschiedlich ist. Im weiteren erzeugt die eingepreßte Luft eine starke Verzunderung der Strangoberfläche, und alle quer zur Stranglaufrichtung verlaufenden Rillen setzen sich relativ rasch durch Zunder zu. Das. Ableiten des Wasserdampfes durch die dafür vorgesehenen Rillen ist nicht mehr gewährleistet, und der sich bildende Wasserdampf steigt zum Badspiegel hoch und kann Explosionen verursachen. Mit einer solchen Kokille können somit die Erfordernisse, die für das Stranggießen von Stahl mit hohen Gießgeschwindigkeiten notwendig sind, nicht erfüllt werden.There is also a mold known which has an indirect and one downstream of these. has strip-shaped, direct cooling in the strand running direction. Between cooling water channels strip Führungsflä- <> o chen are attached. The lower part of the mold, which is provided with direct cooling, consists of two opposing pivoting cooling jaws, while the other two sides form the continuation of the direct cooling device. The two pivoting cooling jaws are provided above the cooling water ducts with two grooves running transversely to the strand running direction, the first being used to divert water vapor and the second, which is connected to the cooling water ducts, to press in air, viewed in the strand running direction. Seen over the circumference, this ingot mold produces an uneven crust thickness because the cooling in abutting walls is very different. Furthermore, the forced-in air produces a strong scaling of the strand surface, and all grooves running transversely to the strand running direction are clogged relatively quickly by scale. The. Discharge of the water vapor through the grooves provided for this purpose is no longer guaranteed, and the water vapor that forms rises to the bath level and can cause explosions. With such a mold, the requirements that are necessary for the continuous casting of steel at high casting speeds cannot be met.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlverfahren und eine Kokille zu schaffen, die im unteren Bereich derselben eine hohe und einstellbare Kühlleistung ermöglichen, um Stahlstränge mit hoher Gießgeschwindigkeit bei vermindertem Durchbruchsrisiko und guter Stranggeometrie zu erzeugen. Im weiteren soll bei dem Verfahren die Explosionsgefahr durch in den Badspiegelbereich aufsteigendes Wasser bzw. Dampf vermieden werden.The invention is based on the object of a cooling method and to create a mold that has a high and adjustable cooling capacity in the lower area of the same enable to cast steel strands with high casting speed with reduced risk of breakout and to produce good strand geometry. In addition, the risk of explosion due to the method in the Rising water or steam must be avoided in the bath area.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Strang nach dem indirekten und vor dem streifenförmigen, direkten Kühlen in einer Zw'iGchenzone durch aufgesprühtes Wasser direkt gekühlt wird.According to the method according to the invention, this object is achieved in that the strand after the indirect and before the strip-shaped, direct cooling in an intermediate zone by sprayed water directly is cooled.

Bei Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich, den Strang im unteren Kokillenbereich intensiv und den erforderlichen Verhältnissen anpaßbar zu kühlen, ohne daß Explosionen durch in den Spalt zwischen Kokille und dem Strang eindringenden, in den Bereich des Badspiegels aufsteigenden Dampf entstehen können. Durch direkte Kühlung in der zweiten und dritten Zone ist eine ausreichende Krustendicke am Kokillenausgang erreichbar, was höhere Gießgeschwindigkeiten zuläßt. Die bekanntlich bei kleineren Formaten hohe Durchbruchsrati: kann wesentlich vermindert werden, und Stränge, insbesondere Knüppel- und Vorblockformate sind mit guter Stranggeometrie herstellbar.When using this method, it is possible to intensively and the required strand in the lower mold area To cool conditions adaptable without explosions through into the gap between the mold and steam that penetrates the strand and rises into the area of the bath level can arise. Through direct cooling in the second and third zones is a sufficient crust thickness at the mold exit achievable, which allows higher casting speeds. The well-known high breakthrough ratio for smaller formats: can be significantly reduced, and strands, especially billet and bloom formats can be produced with good strand geometry.

Die Kokille zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen der ersten und det letzten Kühleinrichtung als zusätzliche Kühleinrichtung Sprühdüse angeordnet sind, deren Sprühfächer der allseitig offenen Kokillenhohlraum zwischen der erster und der letzten Kühleinrichtung beaufschlagen.The mold for carrying out the method is characterized in that between the first and det last cooling device are arranged as an additional cooling device spray nozzle, the spray fan of the act on the mold cavity, which is open on all sides, between the first and the last cooling device.

Die Durchbruchsrate kann nach einem Merkmal wc ter vermindert werden, wenn der Strang nach den Sprühkühlen und vor dem streifenförmigen direktei Kühlen im wesentlichen am gesamten Umfang gestütz und zusätzlich indirekt gekühlt wird. Dadurch werde! optimale Verhältnisse zum Heilen beginnender Durch brüche geschaffen.The breakthrough rate can be reduced according to a feature wc ter if the strand after the Spray cooling and supported substantially over the entire circumference prior to the strip direct cooling and is additionally cooled indirectly. This will! optimal conditions for healing incipient breakthroughs created.

Beim Durchlauf des Stranges durch die mit Direkt kühlung versehenen Zonen bilden sich auf der Strang oberfläche Oxydschichten. Um in den einander sich fol genden Kühlzonen eine gleichmäßige, durch Zünde nicht beeinflußte Kühlung zu erhalten und um gleich zeitig den durch Zunder verursachten Verschleiß de nachfolgenden Zone zu vermindern, können, nac einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung, am Stran anhaftender Zunder und/oder Schlacke, insbesonder Gießpuhcrschlacke, nach der Zwischenzone und ve dem Eintritt des Stranges in nachfolgende Kühlat schnitte von diesem abgestreift und entfernt werdeiWhen the strand passes through the zones provided with direct cooling, the strand forms surface oxide layers. In order to follow one another cooling zones a uniform, by ignition to get unaffected cooling and at the same time de the wear caused by scale To reduce the following zone, according to an additional feature of the invention, on the beach adhering scale and / or slag, especially Gießpuhcrschlacke, after the intermediate zone and ve the entry of the strand in subsequent Kühlat sections stripped from this and removed

Dies ist mil Vorteil damit erreichbar, daß den Einrichtungen mit direkter Kühlung quer zur Stranglaufrichlung angeordnete, mit Abstreifkanten versehene Stüizelemente folgen.This is achievable with the advantage of the facilities with direct cooling arranged transversely to the strand direction and provided with stripping edges Follow.

Der abgestreifte Zunder usw. wird, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, ohne zusätzlichen Aufwand durch das Sprühwasser entfernt, wenn die Abstreifkanten mit vom Strang weg abfallend geneigten Flächen versehen sind. Damit wird auch verhindert, daß sich Zunder usw. in der Zwischenzone ansetzen kann.The stripped scale, etc. becomes, after another Feature of the invention, removed without additional effort by the spray water when the wiper edges are provided with sloping surfaces sloping away from the strand. This also prevents that scale etc. can build up in the intermediate zone.

Damit der die letzte Zone durchlaufende Strang gleichmäßig gekühlt wird, ist es von Vorteil, wenn seine Oberfläche in Stranglaufrichtung nacheinander mindestens einmal abwechselnd streifenförmig geführt und durch das streifenförmig geführte Wasser gekühlt wird.So that the strand passing through the last zone is evenly cooled, it is advantageous if its Surface in the strand running direction successively at least once and alternately in strips is cooled by the strip-shaped water.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Kokille so gebaut werden, daß die letzte Kühleinrichtung aus mindestens zwei einander sich folgenden Abschnitten besieht, die streifenförmigen Stützflächen und die Kühlwasserkanäle im nachfolgenden Abschnitt gegenüber denjenigen im ersten Abschnitt versetzt und zwischen den Abschnitten die Kühlwasserkanäle mit ins Freie mündenden Kühlwasseraustrittsöffnungen versehen sind.According to another feature of the invention, the mold can be built so that the last cooling device consists of at least two successive sections, the strip-shaped support surfaces and the cooling water channels in the following section are offset from those in the first section and between the sections the cooling water channels with cooling water outlet openings opening into the open air are provided.

Die Maßhaltigkeit der Stränge in bezug auf Rhomboidität kann bei Knüppel- und Vorblockformaten nach einem Kennzeichen verbessert werden, wenn nach dem Einlauf des Stranges in die letzte Zone die Kantenbereiche des Stranges durch das streifenförmig geführte Wasser gekühlt werden. Durch die gleichmäßige, direkte Kühlung der Kantenbereiche bildet sich an den Ekken des Stranges ein erwünschtes Skelett, welches die Strangkruste versteift und die Rhombusbildung erschwert. Um diese Versteifung zu verstärken, ist es zusätzlich von Vorteil, die Sprühdüsen in der Verlängerung der Diagonalen des Strangquerschnittes anzuordnen. Nach einem weiteren Kennzeichen kann die Versteifung nochmals wesentlich verstärkt werden, wenn der Strang zusätzlich in den Kantenbereichen in einer verlängerten Zwischenzone durch Sprühkühlung gekühlt wird.The dimensional accuracy of the strands in terms of rhomboidity can be determined by billet and bloom formats a characteristic can be improved if, after the strand has entered the last zone, the edge areas of the strand are cooled by the strip-shaped water. Due to the uniform, direct Cooling of the edge areas forms a desired skeleton at the corners of the strand, which the Strand crust stiffens and rhombus formation is made difficult. To reinforce this stiffening, it is additional It is advantageous to arrange the spray nozzles in the extension of the diagonals of the strand cross-section. According to a further feature, the stiffening can be significantly reinforced again if the strand is additionally cooled by spray cooling in the edge areas in an extended intermediate zone will.

]e nach dem zu gießenden Format, der Stahlqualität und der Gießgeschwindigkeit wird die Länge der allseitig offenen Zwischenzone festgelegt. Zur Erzielung optimaler Verhältnisse empfiehlt die Erfindung den allseitig offenen Kokillenhohlraum, in Stranglaufrichtung gemessen, zwischen 4 bis 20 mm zu wählen.] e according to the format to be cast, the steel quality and the casting speed, the length of the all-round open intermediate zone. In order to achieve optimal conditions, the invention recommends the all-round open mold cavity, measured in the strand running direction, to choose between 4 to 20 mm.

Um eine wirkungsvolle und gleichmäßige Kühlung zu erzeugen und um den durch das Kühlwasser auf die Strangkruste wirkenden Druck gering halten zu können, wird, nach einer vorteilhaften Ausbildung, die Zuführung in die Kühlwasserkanäle stirnseitig angeordnet. In order to generate effective and even cooling and to reduce the effect of the cooling water on the To be able to keep the pressure acting on the strand crust low, according to an advantageous embodiment, the feed arranged at the front in the cooling water channels.

Wird in der letzten Kühleinrichtung mit streifenförmig angeordneten Stützflächen und streifenförmigen Kühlwasserkanälen ein Durchbruch geheilt, so weist die Strangoberfläche in der Regel vorstehende Unebenheiten auf. Damit solche Unebenheiten beim Durchlauf durch die letzte Zone nicht verklemmen oder abgeschert werden, können, nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung, die Kühlwasserkanäle in der letzten Kühleinrichtung in ihrer Breite oder aber in ihrer Breite und Tiefe in Laufrichtung des Stranges divergieren. Die in der Breite der Kühlwasserkanäle divergierende Konus muß mindestens der Schrumpfung quer zur Stranglaufrichtung der Slrangkruste angepaßt sein. In der Regel wird der Konus zur Erleichterung des Ausziehens zusätzlich noch etwas vergrößert. Bei Kokillen mit kreisbogenförmigem Hohlraum ist es zusätzlich von Vorteil, wenn die den beiden geraden Strangseiten zugeordneten Platten der letzten Kühleinrichtung mit dem Kreisbogen entsprechenden divergierenden Kühlwasscrkanälen versehen sind. Durch beginnende Durchbrüche verursachte Strangunebenheiten, die in Kühlwasserkanäle hineinragen, können durch eine solche Kühlwasserkanalausbildung ohne ein ίο Wiederaufreißen der Strangkrustc ausgezogen werden. Ein Eindringen von Wasser in den Strang mit einer dadurch verbundenen Explosionsgefahr kann somit vermieden werden.Is used in the last cooling device with strip-shaped support surfaces and strip-shaped Cooling water channels a breakthrough healed, the strand surface usually has protruding unevenness on. So that such unevenness does not jam when passing through the last zone or be sheared off, according to an additional feature of the invention, the cooling water channels in of the last cooling device diverge in their width or in their width and depth in the running direction of the strand. The cone, which diverges in the width of the cooling water channels, must at least accommodate the shrinkage be adapted transversely to the strand running direction of the slang crust. Usually the cone is used to facilitate the Also slightly enlarged when it is pulled out. In the case of molds with a circular arc-shaped cavity, it is additional It is advantageous if the plates of the last cooling device assigned to the two straight sides of the strand are provided with diverging cooling water channels corresponding to the circular arc. By beginning Unevenness in the strand caused by breakthroughs, which protrude into the cooling water channels, can penetrate Such a cooling water channel formation can be pulled out without the strand crust being torn open again. Penetration of water into the line with the associated risk of explosion can thus be avoided will.

Je nach der Kühlleistung in den verschiedenen cinander sich folgenden Kühlzonen der Kokillie wird die Schrumpfung des Stranges beeinflußt. Zur Erzielung optimaler Stützverhältnisse ist es von Vorteil, wenn die letzte Kühleinrichtung mit einem gegenüber der ersten unterschiedlichen Gießkonus versehen ist.
Die Kühlleisiung des in die streifenförmigep Kühlwasserkanäle zugeführten Wassers kann erhöht werden, wenn, nach einer vorteilhaften Ausbildung, die streifenförmigen Kühlwasserkanäle mit Schikanen versehen sind.The shrinkage of the strand is influenced depending on the cooling capacity in the different cooling zones of the mold that follow one another. In order to achieve optimal support conditions, it is advantageous if the last cooling device is provided with a pouring cone that is different from the first.
The cooling performance of the water fed into the strip-shaped cooling water channels can be increased if, according to an advantageous embodiment, the strip-shaped cooling water channels are provided with baffles.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren eines Beispiels zu entnehmen. Dabei zeigtFurther details and advantages of the invention are evident from the following description of the figures To be found in the example. It shows

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Kokille.
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der F i g. 1. F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch ein anderes Beispiel undF i g. 1 shows a vertical section through a mold.
F i g. 2 shows a section along line 11-11 of FIG. 1. F i g. 3 shows a vertical section through another example and

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3. in F i g. 1 ist mit 1 eine vertikale Kokille mit geradem Kokillenhohlraum für beispielsweise quadratische Knüppel oder Vorblöcke bezeichnet. Durch einen schematisch dargestellten Oszillationsantrieb 2 wird die Kokille I oszilliert. Die Kokille t ist mehrteilig und besteht aus einander sich folgenden Kühleinrichtungen 3 bis 6. wobei jede Kühleinrichtung eine bestimmte Kühlzone darstellt. Die Kühleinrichtung 3 entspricht, in Stranglaufrichtung gesehen, der ersten Zone und besteht aus den den Kokillenhohlraum begrenzenden wassergekühlten Kupferwänden 9. Diese Wände sind vorteilhaft konisch, so daß sich der Kokillenhohlraum der Schwindung entsprechend verjüngt. Die Kühleinrichtung 4 stellt eine relativ kurze Zone mit seitlich offenem Kokillenhohlraum und direkter Kühlung dar. Sie verfügt über Sprühdüsen 10, deren Sprühfächer 8 der Strang auf der Länge des offenen Kokillenhohlraume: besprühen, wobei vorteilhaft der Kantenbereich star ker besprüht wird.F i g. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 3. in Fig. 1 is 1 with a vertical mold with a straight mold cavity for, for example, square Called billets or blooms. By means of a schematically illustrated oscillation drive 2, the Mold I oscillates. The mold t is in several parts and consists of cooling devices 3 following one another to 6. each cooling device having a specific cooling zone represents. The cooling device 3 corresponds, viewed in the strand running direction, to the first zone and consists from the water-cooled copper walls delimiting the mold cavity 9. These walls are advantageously conical, so that the mold cavity tapers according to the shrinkage. The cooling device 4 shows a relatively short zone with a laterally open mold cavity and direct cooling. You has spray nozzles 10, whose spray fans 8 the strand on the length of the open mold cavities: spray, the edge area is advantageously sprayed thicker.

In der Einrichtung 5 wird der durchlaufende Stranj durch Stützelemente 11 gestützt und indirekt gekühlt Dieses quer zur Stranglaufrichtung 13 um den Kokil lenhohlraum verlaufende Stützelement U ist mit Ab streifkanten 12 versehen. Die dem Sprühfächer 8 züge kehrte Fläche 15 der Abstreifkante 12 ist vom Stran; •veg abfallend geneigt.In the device 5 the continuous Stranj supported by support elements 11 and indirectly cooled this transversely to the strand running direction 13 around the mold lenhohlraum extending support element U is provided with stripping edges 12 from. The 8 pulls the spray fan The swept surface 15 of the scraper edge 12 is off the beach; • veg sloping inclined.

Die Kühleinrichtung 6 stellt, in Stranglaufrichtung 1 gesehen, die letzte Kühleinrichtung dieser mehrteilige Kokille 1 dar. Sie besteht aus etwa parallel zur Strang längsachse streifenförmig angeordneten Stützfläche 17 und aus dazwischenliegenden streifenförmigei rechteckigen Querschnitt aufweisenden Kühlwasser^ nälen 18. Diese Kühlwasserkanäle 18 sind mit Wassei Zuführungen 19 versehen. Im dargestellten Beispii setzt sich die Kühleinrichtung 6 aus zwei einander sie folgenden Abschnitten 6'. 6" zusammen. Die streiferThe cooling device 6 provides, in the strand running direction 1 seen, the last cooling device of this multi-part mold 1. It consists of approximately parallel to the strand longitudinal axis strip-shaped arranged support surface 17 and intervening strip-shaped egg rectangular cross-section having cooling water ^ channels 18. These cooling water channels 18 are with Wassei Feeds 19 are provided. In the Beispii shown, the cooling device 6 consists of two each other following sections 6 '. 6 "together. The streaker

förmigen Stützflächen und die Kühlwasserkanäie 18 des Abschnittes 6" sind gegenüber denselben des Abschnitts 6' versetzt. Zwischen den Abschnitten 6', 6" sind die Kühlwasserkanäle 18 mit ins Freie mündenden Austrittsöffnungen 24 für das Wasserdampfgemisch vorgesehen. Abstreifkanten 25 und vom Strang weg abfallend geneigte Flächen 16 sorgen für das Abstreifen und das Ableiten des Wassers und des Zunders vom Strang. Nach dem Abschnitte" verläßt das Kühlwasser die Kühlwasserkanäle 18 in Stranglaufrichtung 13.shaped support surfaces and the Kühlwasserkanäie 18 of the section 6 "are opposite the same of the section 6 'offset. Between the sections 6 ', 6 "are the cooling water channels 18 which open into the open Outlet openings 24 for the water vapor mixture intended. Stripping edges 25 and sloping surfaces 16 sloping away from the strand ensure the stripping and draining the water and scale from the strand. After the section "leaves the cooling water the cooling water channels 18 in the strand running direction 13.

Durch Anbringen von Schikanen 26 in den Kühlwasserkanälen 18 kann die Turbulenz des Kühlwassers und damit die Kühlleistung in der Kühleinrichtung 6 erhöht werden. Die Kühlleistung der Kühleinrichtung 6 ist aber auch durch die Tiefe 28 der Kühlwasserkanäle 18 bestimmbar, wobei mit abnehmender Tiefe 28 die Kühlleistung größer wird. In der Regel werden diese Kanäle bis etwa 4 mm Tiefe hergestellt. Die Zuführungen 19 für das Kühlwasser in diese Kanäle werden mit Vorteil stirnseitig so angebracht, daß das Kühlwasser entlang des Stranges in seiner Laufrichtung 13 fließt. Es ist aber auch möglich, das Wasser quer oder entgegengesetzt zur Stranglaufrichtung 13 in die Kanäle einzuführen.By attaching baffles 26 in the cooling water channels 18, the turbulence of the cooling water and so that the cooling capacity in the cooling device 6 can be increased. The cooling capacity of the cooling device 6 is but also determinable by the depth 28 of the cooling water channels 18, with the cooling capacity as the depth 28 decreases gets bigger. As a rule, these channels are made to a depth of about 4 mm. The feeders 19 for the cooling water in these channels are advantageously attached at the front so that the cooling water along of the strand flows in its running direction 13. But it is also possible to have the water across or in the opposite direction to the strand running direction 13 to be introduced into the channels.

Der der ersten Kühleinrichtung 3 anschließende allseitig offene Kokillenhohlraum, in Stranglaufrichtung 31 gemessen, beträgt vorzugsweise 4 bis 20 mm. Es kann erwünscht sein, den Strang in den Kantenbereichen durch Sprühkühlung in einer verlängerten Zwischenzone zusätzlich zu kühlen. Dazu ist es notwendig, in den Stützelementen 11 der Kühleinrichtung 5 Öffnungen 21 im Bereich der Kokillenecken, wie durch strichpunktierte Linien 22 angedeutet, anzubringen. Die Kanten der öffnungen 21 übernehmen dabei die Funktion der Abstreifkanten. Diese öffnungen 21 können sich aber auch in den Abschnitt 6' erstrecken. Die Dusen 10 werden dabei so eingestellt, daß die Strangkanten intensiv gekühlt werden. Zusätzliche Düsen zur Kühlung der Kanten in den Öffnungen 21 können angeordnet werden.The mold cavity adjoining the first cooling device 3, which is open on all sides, in the direction of the strand 31 measured, is preferably 4 to 20 mm. It may be desirable to keep the strand in the edge areas to be additionally cooled by spray cooling in an extended intermediate zone. For this it is necessary in the support elements 11 of the cooling device 5 openings 21 in the area of the mold corners, such as through Dashed lines 22 indicated to be attached. The edges of the openings 21 take over the function the wiper edges. These openings 21 can, however, also extend into the section 6 '. The showers 10 are set so that the strand edges are intensively cooled. Additional nozzles for Cooling of the edges in the openings 21 can be arranged.

Die Kühleinrichtung 6 ist über einen Tragramen 23 mit der Kühleinrichtung 3 verbunden. Mittels einer Einstellvorrichtung, beispielsweise Schrauben 29, kann der Gießkonus der Kühleinrichtung 6 unabhängig gegenüber demjenigen der Kühleinrichtung 3 eingestellt werden. Um den Strang in der Kühleinrichtung 6 besser zu führen und den Abrieb der Einrichtung ii durch den Strang zu vermindern, wird an deren Auslauf mit Vorteil ein nicht gezeichneter Rollenkranz angebracht.The cooling device 6 is connected to the cooling device 3 via a support frame 23. By means of an adjustment device, for example screws 29, the pouring cone of the cooling device 6 can be independent of each other that of the cooling device 3 can be set. In order to improve the strand in the cooling device 6 lead and reduce the abrasion of the device ii by the strand, is advantageous at the outlet a roller ring (not shown) attached.

In F i g. 2 sind die Sprühdüsen 10, die in der Verlängerung der Diagonalen des Strangquerschnittes angeordnet sind, sichtbar. Es sind aber auch andere Anordnungen der Sprühdüsen 10 möglich.In Fig. 2 are the spray nozzles 10, which are in the extension of the diagonals of the strand cross-section are visible. But there are also other arrangements the spray nozzles 10 possible.

Die Gesamtlänge der beschriebenen mehrteiligen Kokillen beträgt beispielsweise für einen Knüppelquerschnitt 120 χ 120 mm² und bei einer Gießgeschwindigkeit von 4 m/min 950 mm.The total length of the multi-part molds described is, for example, 120 × 120 mm ² for a billet cross section and 950 mm at a casting speed of 4 m / min.

Die Wirkungsweise des Kühlverfahrens auf den sich bildenden Strang ist die folgende: In der ersten Zone 3 beginnt sich eine Strangkruste zu bilden. Diese Zone 3 entspricht den bekannten Kokillen. Durch Kontraktion hebt sich die Strangkruste im unteren Teil dieser Zone 3 ab und eine, über den Umfang des Stranges gesehen, regelmäßige Kühlung ist bekanntlich nicht mehr gewährleistet. Diese unregelmäßige Kühlung hat ungleiche Krustendicken, speziell in den Kantenbereichen, zur Folge, wa; zu Spießkantigkeit führt. Um die Wirkung dieser unregelmäßigen Kühlung möglichst frühzeitig zu korrigieren, wird der Strang in einer Zwischenzone, die mit der Kühlvorrichtung 4 übereinstimmt, durch die Sprühdüsen 10 über seinen ganzen Umfang gleichmäßig oder entsprechend vorbestimmter Kühlintensität gekühlt. Die in Stranglaufrichtung 13 gemessene Länge dieser Zwischenzone wird in der Regel so gewählt, daß die Durchlaufzeit des Stranges durch diese offene Zwischenzone weniger als eine Sekunde beträgt. Bei Knüppelformaten, wie beispielsweise 120 χ 120 mm², beträgt bei einer Gießgeschwindigkeit von 4 m/min die Durchlaufzeit bei einer Höhe der Zwischenzone von 12 mm 0,18 sec. In solchen kurzen Zeitabschnitten haben eventuell beginnende Durchbrüche zuwenig Zeit, um sich zu einem unheilbaren Durchbruch zu entwickeln. Anderseits wird durch die intensive Sprühkühlung dem Strang während kurzer Zeit gezielt Wärme entzogen. Trotz intensiver Kühlung kann sich in dieser offenen Zone kein Dampfdruck aufbauen, und ein Aufsteigen von Dampf in die erste Zone ist somit ausgeschlossen. Auch allfällig aus der Kühlvorrichtung 6 aufsteigendes Dampl-Wasser-Gemisch tritt in der offenen Zone aus, so daß es nicht in die erste Zone aufsteigen kann.The mode of action of the cooling process on the strand that is being formed is as follows: In the first zone 3, a strand crust begins to form. This zone 3 corresponds to the known molds. As a result of contraction, the strand crust lifts off in the lower part of this zone 3 and, as is known, regular cooling is no longer guaranteed over the circumference of the strand. This irregular cooling results in uneven crust thicknesses, especially in the edge areas, wa; leads to narrow-mindedness. In order to correct the effect of this irregular cooling as early as possible, the strand in an intermediate zone, which corresponds to the cooling device 4, is cooled by the spray nozzles 10 uniformly over its entire circumference or according to a predetermined cooling intensity. The length of this intermediate zone, measured in the strand running direction 13, is generally chosen so that the passage time of the strand through this open intermediate zone is less than one second. With billet formats, such as 120 × 120 mm ² , at a casting speed of 4 m / min, the throughput time at a height of the intermediate zone of 12 mm is 0.18 sec to develop incurable breakthrough. On the other hand, the intensive spray cooling removes heat from the strand in a targeted manner for a short time. Despite intensive cooling, no steam pressure can build up in this open zone, and steam rising into the first zone is therefore ruled out. Any steam-water mixture rising from the cooling device 6 also emerges in the open zone, so that it cannot rise into the first zone.

Vor dem Eintritt in die nachfolgende Zone bzw. Kühleinrichtung 5 werden durch die Abstreifkante 12 das Kühlwasser, der Zunder und die Schlacke von der Strangoberfläche entfernt. Beim Gießen mit Gießpulverschlacke ist es besonders vorteilhaft, diese vor dem nachfolgenden Kühlprozeß aus der Kokille zu entfernen. Die geneigten Flächen 15 stellen ein einwandfreies Abfließen der vom Strang entfernten, nichtmetallischen Stoffe mit dem Kühlwasser sicher. Ein Verschließen der Zwischenzone durch den Aufbau von Zunder und/oder Schlacke wird dadurch verunmöglicht. In der anschließenden Kühleinrichtung 5 wird die Strangkruste vorzugsweise durch indirekte Kühlung gekühlt.Before entering the subsequent zone or cooling device 5, the wiping edge 12 removes the cooling water, scale and slag from the strand surface. When pouring with casting powder slag it is particularly advantageous to remove them from the mold before the subsequent cooling process. The inclined surfaces 15 provide a proper drainage of the non-metallic removed from the strand Substances safely with the cooling water. A closure of the intermediate zone through the build-up of scale and / or This makes slag impossible. In the subsequent cooling device 5, the strand crust is preferred cooled by indirect cooling.

In der letzten Zone bzw. in der Kühleinrichtung 6, deren Länge beispielsweise 30 bis 50% der ersten Zone beträgt, werden etwa 50 bis 70% der Oberfläche der noch dünnen Strangkruste abgestützt. Die ungestützte Strangoberfläche wird durch eine einstellbare Wassermenge intensiv gekühlt. Durch die hohe Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers in den offenen Kühlkanälen wird ein Druckanstieg innerhalb der Kanäle praktisch vollständig verhindert, und bei einer allfällig beschädigten Strangkruste wird somit ein Eindringen von Dampf und Wasser in den Strang verunmöglicht. Beim Durchlauf des Stranges durch die lct/te Zone kann seine Oberfläche nacheinander mindestens einmal abwechselnd streifenförmig geführt und durch streifenförmig geführtes Wasser gekühlt werden. Um die Kantenbe reiche des Stranges auch in der letzten Zone frühzeitig direkt kühlen zu können, werden nach dem Einlauf de; Stranges in diese Zone die Kantenbereiche des Stran ges im ersten Abschnitt 6' durch streifenförmig geführ tes Wasser gekühlt.In the last zone or in the cooling device 6, the length of which is, for example, 30 to 50% of the first zone is about 50 to 70% of the surface of the still thin strand crust is supported. The unsupported The strand surface is intensively cooled by an adjustable amount of water. Due to the high flow rate of the cooling water in the open cooling channels, a pressure increase within the channels becomes practical completely prevented, and in the event of a possibly damaged strand crust, the penetration of steam is thus prevented and water in the strand impossible. When the strand passes through the lct / te zone, its Surface one after the other at least once alternately in stripes and through stripes led water can be cooled. Around the edge areas of the strand early, also in the last zone to be able to cool directly, are de; Strand in this zone the edge areas of the strand ges in the first section 6 'cooled by strip-shaped guided th water.

F i g. 3 und 4 zeigen eine mehrteilige Bogenkokille ii vereinfachter Darstellung. Die Kühleinrichtung 6 be steht aus etwa parallel zur Stranglängsachse streifen förmig angeordneten Stützflächen 17' und dazwischen liegenden, einen abgerundeten Querschnitt aufweiser den Kühlwasserkanälen 18'. Diese Kühlwasserkanäl 18' divergieren in Laufrichtung 13 des Stranges, sowot in ihrer Breite 40 als auch in ihrer Tiefe 41. Die in Laul richtung 13 sich erweiternden, konischen Kühlwassei kanäle 18' sind gegenüber ihren zur Laufrichtung 1 parallelen Mittelachsen 42 vorzugsweise symmetrise! Der Konus beträgt dabei etwa 1 %. Bei Ausgestaltun der letzten Kühleinrichtung 6 mit solchen divergiereiF i g. 3 and 4 show a multi-part arched mold ii simplified representation. The cooling device 6 BE is made of strips approximately parallel to the longitudinal axis of the strand shaped support surfaces 17 'and intermediate, a rounded cross-section pointers the cooling water channels 18 '. These cooling water channels 18 'diverge in the running direction 13 of the strand, as well in their width 40 and in their depth 41. The widening in Laul direction 13, conical Kühlwassei Channels 18 'are preferably symmetrical with respect to their central axes 42 parallel to the running direction 1! The cone is about 1%. When designing the last cooling device 6 with such diverging

609 608/36609 608/36

den Kühlwasserkanälen 18' können Durchbrüche, die in der Kühleinrichtung 5 oder 6 beginnen, geheilt und ohne Verletzung der Stranghaut aus der Kokille ausgezogen werden. Mit 43 sind in vereinfachter Darstellung Verbindungsorgane zwischen der Kühleinrichtung 3 und den Kühleinrichtungen 5 und 6 gezeichnet. Einander gegenüberliegende Platten 44 sind den gebogenen, bzw. Platten 45 sind den geraden Strangseiten zugeordnet. Die Begrenzungsflächen der Kühlwasserkanäle 18' in der Tiefe 41 in den Platten 44 und die Begrenzungsilächen der Kanäle 18' in der Breite 40 in den Plattenthe cooling water channels 18 'can breakthroughs that begin in the cooling device 5 or 6, healed and can be withdrawn from the mold without damaging the strand skin. With 43 are in a simplified representation Connecting organs between the cooling device 3 and the cooling devices 5 and 6 are drawn. Each other Opposite plates 44 are assigned to the curved ones, or plates 45 are assigned to the straight strand sides. The boundary surfaces of the cooling water channels 18 'in the depth 41 in the plates 44 and the boundary surfaces of channels 18 'in width 40 in the plates

1010

45 können dem Kokillenradius angepaßt sein.45 can be adapted to the radius of the mold.

Die Breite 40 solcher Kühlwasserkanäle 18' und die Breite der Stützflächen 17' wird je nach Strangformat zwischen 5 bis 50 mm gewählt. Bei einem Knüppelformat 100 χ 100 mm² haben sich 10 mm breite Kühlwasserkanäle 18 und 10 mm breite Stützflächen 17 gut bewährt. The width 40 of such cooling water channels 18 'and the width of the support surfaces 17' are selected between 5 to 50 mm, depending on the strand format. With a billet format 100 100 mm ² , 10 mm wide cooling water channels 18 and 10 mm wide support surfaces 17 have proven to be good.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind auch auf Kokillen für Rund-, Polygon- oder Brammenformate anwendbar.The method and the device are also applicable to molds for round, polygonal or slab formats applicable.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for cooling a steel strand forming in an oscillating continuous casting mold, the strand being indirectly cooled in a first zone and on all sides as it passes through the mold out and in a last zone by running essentially in the direction of the strand Strip-shaped support surfaces out as well as through strip-shaped water guided along the strand is cooled directly, characterized in that the strand after the indirect and prior to the strip-shaped direct cooling in an intermediate zone by sprayed water is cooled directly.

2. The method according to claim 1, characterized in that after the spray cooling and before the strip-shaped direct cooling, the strand is supported in the we sentlichen over the entire circumference and is additionally cooled indirectly.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that scale adhering to the strand and / or slag after the intermediate zone and before it enters the subsequent zone by stripping Will get removed.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the strand surface in the last zone in the strand running direction alternately supported and alternately in strips is cooled by strip-shaped water.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized by directly to the intermediate zone subsequent, extended spray cooling in the edge areas.

6. Mold for performing the method according to one of claims 1 to 5, wherein the same with Oscillation devices is provided. a first cooling device from cooled, the mold cavity delimiting walls and a final cooling device from approximately parallel to the longitudinal axis of the strand Support surfaces arranged in strips with intervening strip-shaped cooling water channels exists, and these cooling water channels are provided with water supplies, characterized in that that between the first (3) and the last cooling device (6) as an additional cooling device (4) Spray nozzles (10) are arranged, the spray fans (8) of which the mold cavity is open on all sides act on between the first (3) and the last cooling device (6).

7. Chill mold according to claim 6, characterized in that the direct cooling cooling devices (4, 18) arranged transversely to the strand running direction (13} and provided with stripping edges (12, 25) follow support elements (11, IV).

8. Chill mold according to claim 7, characterized in that the stripping edges (12, 25) with one of the Strand sloping away sloping surface (15, 16) are provided.

9. Mold according to claim 6, characterized in that the length of the mold cavity which is open on all sides in the strand running direction (13) is between 4 and 20 mm.

10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the last cooling device (6) consists of at least two consecutive

lowing sections (6 ', 6 "), the strip-shaped Support surfaces (17) and the Kühiwasserkanäie (18) in the following section (6 ") opposite those in section (6 ') and the Kühiwasserkanäie between these sections (6', 6 ") (18) with cooling water outlet openings opening into the open air (24) are provided.

11. Mold according to one of claims 6 to 10, characterized in that the water supplies (19) are arranged in the channels (18) at the front.

12. Mold according to one of claims 6 to 9 or 11, characterized in that the cooling water channels (18) in the last cooling device (6) in its width (40) in the running direction (13) of the strand diverge.

13. Mold according to claim 12, characterized in that that the cooling water channels (18) in the last cooling device (6) in their depth (41) in the running direction (13) of the strand diverge.

14. Mold according to claim 12 or 13 with a circular arc-shaped mold cavity, characterized in that that the plates (45) of the cooling device assigned to the two straight strand sides (6) are provided with diverging cooling water channels (18) corresponding to the circular arc.

15. Mold according to one of claims 6 to 14. characterized in that the last cooling device (6) has a different cooling device than the first (3) Pouring cone is provided.

16. Mold according to one of claims 6 to 15. characterized in that the strip-shaped cooling water channels (18) are provided with baffles (26) are.