DE2641261C2

DE2641261C2 - Stranggießkokille für brammenartige Rechteckstränge mit Induktionsspule

Info

Publication number: DE2641261C2
Application number: DE2641261A
Authority: DE
Inventors: Robert Alberny; Louis Metz Vedda
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1984-10-31
Also published as: GB1507444A; FR2324395A1; ATA678476A; CA1084109A; IT1068503B; FR2324395B1; SE418157B; US4042008A; JPS5260233A; BE846036A; AT349163B; JPS5934463B2; DE2641261A1; SE7610114L

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Die Vorteile, die beim Stranggießen von Metall durch einen Rühreffekl insbesondere bezüglich der Qualität des Gusses erzielt werden, sind bekannt Trotzdem konnte die hierfür entwickelte Technik industriell noch nicht eingesetzt werden, da dem Einsatz in der Praxis technologische Schwierigkeiten im Wege stehen, sei es was die Ausgestaltung und den Betrieb der elektromagnetischen Induktoren oder was den mechanischen Aufbau der Stranggießkokillen mit in deren Kühlmänteln

ίο angeordneten Induktionsspulen unter Berücksichtigung der thermischen Gegebenheiten betrifft, sei es schließlich, was die Erzielung ausreichend starker, auf den ganzen Strangquerschnitt einwirkender Magnetfelder betrifft Richtungweisende konstruktive Vorschläge für den Aufbau solcher Stranggießkokillen enthält die DE-OS 26 20 656.

Bei dieser Stranggießkokille ist der doppelwandige, die Induktionsspule aufnehmende und vom Kühlmittel durchflossene Kokillenmantel mit den den Kokillenkanal begrenzenden Platten mittels als Zuganker ausgebildeter Versteifungsglieder verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion solcher Stranggießkokillen zu verbessern und zu vereinfachen, ohne ihre mechanische Festigkeit durch den Einbau starker Induktionsspulen zu beeinträchtigen und ohne die Unterbringung solcher Induktionsspulen durch d^:i: vorhandenen Versteifungsglieder zu behindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Stranggießkokille der vorgenannten Gattung mit zwei langen und zwei schmalen Kokillenseiten aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, bei der mindestens die beiden langen Kokillenseitcn von einem die Induktionsspule aufnehmenden und eine Zufluß- und eine Abflußkammer für das Kühlmittel aufweisenden Kühlmantel umgeben sind, dadurch gelöst, daß die metallischen Versteifungsglicder die Magnetpole der betreffenden Induktionsspule bilden. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Stranggießkokille ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die zwischen den plattenförmigen oder zylindrischen Versteifungsgliedern und den sie umgebenden Wicklungen einerseits und zwischen den einander benachbarten Wicklungen andererseits angeordneten Abstandshalter gewährleisten einen ausreichenden Kühlmitteldurchfluß.

Trotz der meist sehr großen Zahl von Versteifungsgliedern bietet die erfindungsgemäße Konstruktion der Stranggießkokille genügend Raum für den Einbau der

so elektromagnetischen Induktionsspule, deren Abmessungen im direkten Verhältnis zur Zahl der Ampere-Windungen und damit zur Stärke der auf den schmelzflüssigen Strang ausgeübten Rührwirkung steht. Zusätzlicher, den Aufbau einer Stranggießkokille komplizierender und den Raumbedarf der Stranggießkokille vergrößernder Mittel zur Befestigung der einzelnen Teile der Induktoren bedarf es bei der erfindungsgemäßen Stranggießkokille nicht. Die erfindungsgemäße Konstruktion zieht vielmehr aus der konstruktiven Notwen-

bo digkeit des Einbaus von Versteifungsgliedern Nutzen, indem sie diese Vcrsteifungsglieder als Magnetpole für den magnetischen Kraftfluß der Induktionsspule verwendet. Diese erfindungsgemäße Maßnahme bietet zum einen die Möglichkeit der Anordnung der Magnetb5 pole im Inneren der Kühlmäntel und zum anderen die Möglichkeit einer zuverlässigen, mittels Zuganker bewirkten Anpressung der Kühlmantel an die die Breitseiten der Stranggießkokille begrenzenden Wände.

Die Verbesserung des Wirkungsgrades der Induktionsspule erlaubt es, für die Ausbildung des magnetischen Kraftflusses die geeigneten Werkstoffe und für die metallischen Abstandshalterungen. die Zuganker und die mit der Begrenzungswand der Stranggießkokille in Kontakt befindliche Wand des Kühlmantels unmagnetische Werkstoffe zu verwenden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgeg^nstandes in schematischer Weise, zum Teil in Ausschnitten, dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Abbildung einer Stranggießkokille;

F i g. 2 einen durch die Ebene A-A begrenzten Ausschnitt aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig.3 einen senkrechten Schnitt nach der Schnittebene A-A der F i g. 1 in gegenüber F i g. 2 vergrößertem Maßstab;

Fig.4 einen waagerechten Schnitt durch einen an eine Kokillenwand sich anschließenden Kühlmantel nach der Schnittlinie 5-.5 der F i g. 3;

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung e:,;es gegenüber F i g. 2 geänderten Ausführungsbeispiels;

F i g. 6 einen der F i g. 3 entsprechenden senkrechten Schnitt durch den Kühlmantel gemäß F i g. 5.

Die aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung bestehenden Platten 1 bilden die langen, die Platten 2 die schmalen Kokillenseiten. An der Außenseite einer jeden Längsseitenwand 1 ist ein von Stahlplatten umschlossener Kühlmantel 3 mit einem Zufluß 4 und einem Abfluß 5 für die Kühlflüssigkeit vorgesehen, der mittels den Kühlmantel durchsetzender Zuganker 6 in unmittelbarer Flächenberührung mit der Längsseitenwand der Stranggießkokille gehalten wird. Um die Induktionsspule im Inneren des Kühlmantels montieren und gegebenenfalls Instandhaltungsarbeiten durchführen zu können, ist an der Außenseite des Kühlmantels eine abnehmbare Abdeckplatte 7 vorgesehen, die mittels Schraubenbolzen 8 an dem nach der Außenseite weisenden Rahmen des Kühlmantels befestigt ist.

Jeder Kühlmantel, wie er in F i g. 2 dargestellt ist, ist so ausgebildet, daß er in seinem unteren Teil eine Kammer 9 für den Zufluß des Kühlmittels und in seinem oberen Teil eine größere, die Induktionsspule aufnehmende Kammer 10 für den Rückfluß des Kühlmittels aufweist. Diese beiden Kammern sind jeweils an di*: Zuflußleitung 4 bzw. die Rückflußleitung 5 angeschlossen. Der Kühlmantel 3 enthält in dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbfispiel sechs Induktionsspulen 11 mit vorspringenden, Wicklungen tragenden Magnetpolen, die gleichmäßig üb^r die Höhe der Längsseitenwand 1 der Stranggießkokille verteilt sind. Diese Induktionsspulen sind zwischen einer aus Stahl bestehenden unmagnetischen, gegen die Außenfläche der aus einer Kupferverbindung bestehenden Kokillenlängsseit: 1 anliegenden Zwischenwand 12 und einer aus Weicheisen bestehenden Platte 13 eingespannt, die den äußeren magnetischen Kreis an der Basis der die Pole bildenden Teile 14 schließen. Die für die Herstellung der Kokillenwände und für die Zwischenwand verwendeten Werkstoffe sollen das Eindringen des von der Induktionsspule erzeugten magnetischen Feldes in den schmelzflüssigen Strang möglichst wenig schwächen. Da bei einer konstanten Frequenz des Erregerstroms das Eindringen des magnetischen Feldes in einen unmagnetischen Werkstoff sich im umgekehrten Verhältnis zu seiner elektrischen Leitfähigkeit verändert, ist es zweckmäßig, einen unmagnetischen Werkstoff mit nur geringer elektrischer Leitfähigkeit auszuwählen, wie z. B. unmagnetischen, nicht rostenden Stahl.

Das Einspannen der die Magnetpole bildenden Teiie 14 erfolgt, wie dies aus Fig.3 ersichtlich ist, mittels vorzugsweise aus unmagnetischem Stahl bestehender Zuganker 15, um eine Deformation des magnetischen Flusses an der Stelle der sich verbreiternden Pole zu vermeiden. Die Zuganker durchsetzen jeweils die die Pole bildenden Teile 14 und sind in Bohrungen von unmagnetischen Zwischenstücken 16 verankert, die ihrerseits in Gewindebohrungen eingeschraubt sind, die in Rippen 17 eingeschnitten sind, die eine etwas größere Breite aufweisen als die durch die in gleichen Abständen voneinander angeordneten Kühlkanäle 18 gebildeten Rippen der Kokillenlängsseite, wie aus Fig.4 ersichtlich ist. Das gegenseitige Verspannen der Kokillenwand 1 und der Außenwand 13 des Kühlkanals wird mittels der Muttern 19 vorgenommen, die auf die in den Zwischenraum zwischen der Außenwand 13 und der Abdeckplatte 7 hineinragenden Ende¹· der Zuganker 15 aufgeschraubt sind. Diese Art der Verspannung des Kühlmantels mit der Stranggießkokille gewährleistet nicht nur eine vollkommene mechanische Steifigkeit des Kokillenaufbaus, sondern auch eine wirksame Kühlung der in die Kokillenwand 1 eingeschraubten Zwischenstücke 16.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Teile 14 im wesentlichen die Gestalt von Platten auf, die an ihrem kokillenseitigen Ende eine Verbreiterung 20 mit rechteckigem Querschnitt aufweisen, mit der sie in Nuten 21 der unmagnetischen Zwischenwand 12 eingreifen. Um eine zusätzliche Erwärmung der Platten 14 durch Wirbelströme zu vermeiden, bestehen diese entweder aus massivem Weicheisen oder aus einer Lamellenpackung von parallel zu den magnetischen Kraftlinien angeordneten Blechen. In gleicher Weise kann auch die Außenwand 13 des Kühlmantels aufgebaut sein. Jede einen Magnetpol bildende Platte 14 weist eine mindestens einlagige Wicklung aus isoliertem, leitenden Draht großer Stärke auf, um die Induktionsspule mit großer Leistung betreiben zu können. Zwischen den Platten 14 und den Wicklungen 22 wie auch zwischen den einzelnen Wicklungen untereinander sind Abstandshalter 23 aus Kunstglas vorgesehen, um freie Querschnitte zu bilden, die eine gleichmäßige und ungehinderte Strömung des Kühlwassers ermöglichen.

Wie insbesondere aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, fließt das Kühlwasser von der Zuleitung 4 in die tiefgelegene Zuflußkammer 9 und von dieser durch in der Wandung dieser Kammer vorgesehene Auslässe 24 in die in der Kokillenwand 1 ausgesparten Kühlkanäle 18. Aus diesen Kühlkanälen füpßt das Kühlwasser über in einer Pla;»e 26 vorgesehene Aussparungen 25 in die Rückflußkammer 10 des Kühlmantels, den es zwischen den Magnetpolen uno den Wicklungen durchströmt. Damit das Kühlwasser diesen Weg nimmt, müssen die einzelnen Elemente cies Kühlmantels an den entsprechenden Stellen Dichtungen aufweisen. An der oberen und der unteren Stirnfläche der Zwischenwand 12 sind Dichtungen 27 und 28, zwischen der Außenseite der Kokillenwand und der oberen Abdeckplatte 26 einerseits eine Dichtung 29 und der Zuflußkammer 9 andererseits eine Dichtung 30 vorgesehen. Eine weitere Dichtung 31 ist zwischen der obenn Abdeckplatte 35 und der seitlichen b5 Abdeckplatte 7 vorgesehen.

Bei dem in den F i g. 5 und 6 dargestellten Ausfiihrungsbeispiel haben die die Pole bildenden Teile 14 eine zylindrische Gestalt und weisen kegelförmig sich erwei-

ternde die Pole bildende Enden 20 auf, mit denen sie in Bohrungen 32 der unmagnetischen Zwischenwand 12 eingreifen. Auch bei dieser Ausführungsform werden die einzelnen Teile des Kokillenaufbaus mittels Zuganker 15 aus unmagnetischem Stahl miteinander ver- spannt, die die hohlzylindrisch ausgebildeten Teile 14 durchsetzen und mit ihren kokillenseitigen Enden in gleicher Weise verankert sind wie bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 und 3.

10

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

15

20

25

30

35

40

50

55

Claims

Patentansprüche:

1. Stranggießkokille für brammenartige Rechteckstränge mit einem mindestens an jeder Kokillenlängsseite eine Zuflußkammer (4) und eine Abflußkammer (5) aufweisenden und eine Induktionsspule in sich aufnehmenden Kühlmantel (3), dessen Außenwand (13) mittels metallischer Versteifungsglieder (14,15) mit der Kokillenwand (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Versteifungsglieder (14, 15) die Magnetpole (20) der betreffenden Induktionsspule bilden.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kühlmantel (3) durchsetzenden Versteifungsglieder (14) aus magnetischem Werkstoff bestehen und senkrecht auf die Kokillenwand (1) gerichtet sind.

3. Stranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (13) des Kühlmantels (3) aus magnetischem Werkstoff besteht

4. Stranggießkokille nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (20) durch die in Richtung auf die Gießkanalwand (1) sich verbreiternden Enden der die Gestalt von Platten aufweisenden, von einer mindestens einlagigen Wicklung

(22) umgebenen Versteifungsglieder (14) mit senkrecht zu der Kokillenachse verlaufenden Symmetrieebenen gebildet sind, und daß zwischen den plattenförmiger. Versteifungsgliedern (14) und den Wicklungen (22) einerseits und zwischen den einander benachbarten Wicklunge-;. (22) andererseits Abstandshalter (23) vorgesehen sind.

5. Stranggießkokille nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (20) durch die in Richtung auf die Kokillenwand (1) im Querschnitt sich vergrößernden Enden der eine zylindrische Gestalt aufweisenden und von einer Wicklung (22) umgebenen Versteifungsglieder (14) gebildet sind, und daß zwischen den zylindrischen Versteifungsgliedern (14) und den Wicklungen (22) Abstandshalter

(23) vorgesehen sind.

6. Stranggießkokille nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden, sich verbreiternden Magnetpole (20) in Nuten (21) einer unmagnetischen, zwischen der Kokillenwand (1) und den sich verbreiternden Magnetpolen (20) angeordneten Zwischenwand (12) eingreifen.

7. Stranggießkokille nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden, sich verbreiternden Magnetpole (20) in Bohrungen einer unmagnetischen, zwischen der Kokillenwand (1) und den sich verbreiternden Magnetpolen (20) angeordneten Zwischenwand (12) eingreifen.

8. Stranggießkokille nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (20) und die Außenwand (13) des Kühlmantels (3) lamelliert mit in Richtung der magnetischen Kraftlinien ausgerichteten Blechen ausgebildet sind.