DE2728993C2

DE2728993C2 - Stranggießkokille

Info

Publication number: DE2728993C2
Application number: DE2728993A
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(grad.) 4200 Oberhausen Feuchter; Ulrich Ing.(Grad.) Katschinski; Erling Dr.-Ing. 4300 Essen Roller
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1977-06-28
Filing date: 1977-06-28
Publication date: 1984-06-28
Also published as: FR2395797A1; JPS5411834A; FR2395797B1; IT1097124B; AT359672B; ATA463078A; GB2000459B; DE2728993A1; IT7824997A0; GB2000459A; US4235279A; CH629405A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille für Metalle, insbesondere für Kupfer und Kupferlegierungen, bestehend aus einem Graphitblock mit rechteckförmigem, dem Strangprofil entsprechenden Innenquerschnitt und aus einem Kühlkreislauf mit Kühlmittelleitungen, die in Richtung der Kokillen-Längsachse verlaufend an der Außenfläche des Graphitblocks in Anlage gehalten sind.

Beim Stranggießen von Kupfer und Kupferlegierungen, insbesondere auch bei horizontaler Gießweise, hat sich die Verwendung von Graphit als Kokillenwerkstoff aufgrund seiner guten Schmiereigenschaften und seiner ausreichenden Wärmeleitfähigkeit bewährt. Graphit ist allerdings wasserdurchlässig; so daß das die Wärmeabfuhr bewirkende Kühlmedium zum Graphit hin durch eine wasserdichte Trennschicht abgeschirmt werden muß.

Aus der GB-PS 11 40 395 ist eine aus Graphit bestehende, zweiteilige Stranggießkokille der eingangs genannten Art bekannt. Der Graphitblock ist von einem Kühler mit zwei Teilen umgeben, die auf den Graphitblock-Außenflächen aufliegen und durch Schrauben miteinander verbunden sind. Durch die Verschraubung der beiden Kühlerteile werden auch die beiden Teile des Graphitblocks aufeinandergepreßt. Die beiden als Plattenkühler ausgebildeten Kühlerteile besitzen Kühlmittelleitungen, die als U-förmige Kühlkammern ausgeführt sind und in Richtung der Kokillen-Längsachse verlaufen.

Die einzelnen Kühlkammern können in Abhängigkeit von der Beschaffenheit und der Durchflußmenge des Kühlmittels eine unterschiedliche Kühlwirkung auf den Graphitblock ausüben.

Der bekannte Kühler hat den Nachteil, daß er sich beim Gebrauch durch die Wärmeeinwirkung verzieht und nicht mehr auf allen Teilen der Außenfläche des

ίο Graphitblocks anliegt, was zu einer ungleichmäßigen Kühlwirkung führt Besonders die aus Stahl gefertigten Kühler neigen leicht zum Verziehen und müssen daher schon nach kurzer Betriebszeit nachbearbeitet werden, damit sie wieder möglichst gleichmäßig an der Graphitblock-Außenfläche anliegen. Dadurch, daß sich der Kühler verzieht und teilweise von der Außenfläche des Graphitblocks abhebt, werden Störungen des Gießprozesses, eine Verschlechterung der Qualität des Gießerzeugnisses sowie Beschädigungen der Stranggießkokil-Ie verursacht Wenn Störungen des Kühlvorgangs vorliegen, ist es erforderlich, den aus zwei Teilen bestehenden Kühler zu demontieren und gegebenenfalls vollständig zu ersetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießkokille der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die beschriebenen Nachteile vermieden sind und bei der die Kühlmittelleitungen mit gleichbleibender Sicherheit fest an der Außenfläche des Graphitblocks anliegen. Außerdem soll die zu schaffende Stranggießkokille so ausgebildet sein, daß die in die Betriebskosten der Stranggießanlage eingehenden Kokillenkosten verhältnismäßig niedrig gehalten werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kühlmittelleitungen aus einzelnen Kühlrohren bestehen, von denen jedes unter Zwischenschaltung von mit seinem Zu- und Ablaufabschnitt verbundenen Kompensatoren an den ortsfesten Teil des Kühlkreislaufs angeschlossen und durch den auf die Kompensatoren einwirkenden hydrostatischen Druck des Kühlmittels nachgiebig an die Außenfläche des Graphitblocks angedrückt ist.

Dadurch, daß die Kühlmittelleitungen des Kühlsystems aus einzelnen Kühlrohren bestehen, wird erreicht, daß bei einer Störung des Kühlvorgangs nicht das gesamte Kühlsystem, sondern nur das jeweils nicht mehr zuverlässig arbeitende Kühlrohr demontiert und ausgewechselt werden muß. Durch die Verwendung der Kompensatoren, über welche die einzelnen Kühlrohre an den Kühlkreislauf angeschlossen sind, wird erreicht,

so daß die Kühlrohre während der Betriebszeit ständig fest an die Außenfläche des Graphitblocks angedrückt werden, womit eine stets gleichbleibende, optimale Kühlwirkung eintritt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Außenfläche des Graphitblocks zur Aufnahme der Kühlrohre mit Nuten versehen ist. Die Nuten können einen kreisförmigen oder rechteckförmigen Querschnitt haben und sind in ihrer Form dem jeweiligen Querschnitt der Kühlrohre angepaßt. Die Nuten sind zumindest an den beiden Breitseiten der Stranggießkokille angeordnet; sie können aber auch auf den beiden Schmalseiten der Kokille vorgesehen sein. Durch die Nuten wird auch bei höheren Gießgeschwindigkeiten ein ausreichender Wärmeübergang erzielt.

In Weiterbildung der Erfindung ist es ferner besonders vorteilhaft, wenn die Kühlrohre jeweils unter Zwischenschaltung zweier Rohrkrümmer und zweier Metallkompensatoren an die Zu- und Ablaufrohre des orts-

10

15

festen Teils des Kühlkreislaufs angeschlossen sind.

Schließlich ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß jeder Teil des Kühlkreislaufs, welcher mit den einer bestimmten Seite des Graphitblocks zugeordneten Kühlrohren in Verbindung steht, eigene Mengen- und Druckregelventile aufweist Falls also nur die beiden Breitseiten der Stranggießkokille mit Kühlrohren versehen sind, werden die jeweils einander zugeordneten Kühlrohre in der Weise an den Kühlkreislauf angeschlossen, daß eine getrennte Regelung der Purchflußmenge und des hydrostatischen Drucks der Kühlflüssigkeit möglich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch die Stranggießkokille und

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt quer zur Längsachse der Stranggießkokille.

Die Stranggießkokille weist als tragenJes Element einen Tragrahmen I mit der Bodenplatte Γ und den oberen Tragplatten 1" auf, an denen Gewindebolzen 2 bzw. 3 befestigt sind. Mit den Gewindebolzen 3 ist unter Zwischenschaltung angeschweißter Platten 4' bzw. 5' ein oberes Zulaufrohr 4 bzw. Ablaufrohr 5 verschraubt; an den unteren Gewindebolzen 2 ist unter Zwischenschaltung angeschweißter Platten 6' bzw. T ein Zulaufrohr 6 bzw. Ablaufrohr 7 in entsprechender Weise befestigt. An die Zulauf- und Ablaufrohre sind in Richtung auf den Graphitblock 8 in regelmäßigen Abständen Rohrstutzen 4" bis 7" angeschweißt, an die sich U-^förmige Rohrsysteme anschließen. Diese bestehen jeweils aus zwei Metallkompensatoren 9, zwei Rohrkrümmern 10 und einem geraden Kühlrohr 11, dessen Längsachse W parallel zur Längsachse 8' des Graphitblocks 8 verläuft.

Die Metallkompensatoren 9 sind über eine an ihnen befestigte Gewindebuchse 12 und eine Überwurfmutter 13 einstellbar mit den jeweils zugehörigen Rohrstutzen 4" bis 7" verbunden. Das Zulaufrohr 4 ist in Zulaufrichtung (Pfeil 14) mit einem Mengenregelventil 15 mit Wassermengenmessung 16 versehen; in die Ablaufleitung 5 ist in Ablaufrichtung (Pfeil 17) ein Manometer 18 und ein Regelventil 19 eingebaut. Das untere Zulaufrohr 6 bzw. das untere Ablaufrohr 7 sind mit entsprechenden Einrichtungen ausgestattet, welche der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.

Der aus einem Ober- und einem Unterteil 8" bzw. 8'" bestehende Graphitblock 8 ist über Gewindebolzen 20 im starren Tragrahmen 1 gehalten. Die beiden Teile 8" und 8'" sind unter Zwischenschaltung von Spannplatten 21 mittels Spannmuttern 22 gegeneinander verspannt und umschließen einen rechteckförmigen Formhohlraum 23. Das Ober- und Unterteil des Grapliitblocks 8 ist auf der jeweils nach außen weisenden Seite, das heißt auf der Oberseite bzw. Unterseite, mit Nuten 24 versehen, deren Längsachsen 24' parallel zur Längsachse 8' verlaufen. Die geraden Kühlrohre 11 werden außerhalb des Bereichs der Rohrkrümmer 10 unter leichter Vorspannung — welche durch die Metallkompensatoren 9 erzeugt wird — in den Nuten 24 in Anlage gehalten. Im Bereich der Rohrkrümmer 10, das heißt im Bereich des vorderen und hinteren Endabschnitts, ist der Graphitblock 8 mit Ausnehmungen 25 versehen, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt des in diesen Bereich eingreifenden Rohrkrümmers 10.

Nach Öffnen der Regelventile 15 und 19 kann am Manometer 18 der im Kühlkreislauf herrschende Kiihl-

25

30

35 flüssigkeitsdruck abgelesen werden. Da sich die Metallkompensatoren 9 unter der Wirkung des hydrostatischen Drucks in Richtung ihrer Längsachse ausdehnen, werden die Kühlrohre 11 nachgiebig in den Nuten 24 zur Anlage gebracht. Während des Betriebs der Stranggießkokille ist somit stets ein inniger Kontakt zwischen dem Graphitblock 8 und den Kühlrohren 11 vorhanden; eine Trennung zwischen den Kühlrohren und dem Graphitblock aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnung der miteinander in Berührung stehenden Bauelemente kann nicht eintreten. Da der Kühlflüssigkeitsdruck bei mittels der Mengenregelventile 15 vorgegebener Durchflußmenge in weiten Grenzen fein reguliert werden kann, ist eine entsprechend feine Einstellung der durch die Kühlrohre 11 ausgeübten Anpreßkraft möglich. Eine unerwünschte Verformung des Graphitblocks 8 kann daher auch dann vermieden werden, wenn dieser eine sehr große Breite hat. Die entsprechend der Erfindung gestaltete Stranggießkokille ist daher für das Vergießen breiter Stränge besonders geeignet.

In Abänderung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Graphitblock 8 auch an den Schmalseiten mit Kühlrohren versehen sein, die in der oben beschriebenen Weise an Zulauf- und Ablaufrohre angeschlossen sind. Eine derartige Ausbildung der Stranggießkokille ist insbesondere zum Vergießen warmwalzfähiger Platten mit einer Dicke zwischen 80 und 250 mm geeignet.

Die Stranggießkokille kann zweckmäßig auch in der Weise gestaltet sein, daß die Kühlrohre 11 und ggf. die Nuten 24 sowie die Aussparungen 25 einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen.

Zur Erhöhung der Kühlleistung und damit der Gießieistung kann die oben beschriebene, an sich indirekt gekühlte Stranggießkokille im Bereich des Stirnabschnitts des Graphitblocks mit einem Direktkühlsystem verbunden sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Stranggießkokille für Metalle, insbesondere für Kupfer und Kupferlegierungen, bestehend aus einem Graphitblock mit rechteckförmigem, dem Strangprofil entsprechenden Innenquerschnitt und aus einem Kühlkreislauf mit Kühlmittelleitungen, die in Richtung der Kokillen-Längsachse verlaufend an der Außenfläche des Graphitblocks in Anlage gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitungen aus einzelnen Kühlrohren (11) bestehen, von denen jedes unter Zwischenschaltung von mit seinem Zu- und Ablaufabschnitt verbundenen Kondensatoren (9) an den ortsfesten Teil des Kühlkreislaufs (4" bis 7", 4 bis 7) angeschlossen und durch den auf die Kondensatoren (9) einwirkenden hydrostatischen Druck des Kühlmittels nachgiebig an die Außenfläche des Graphitblocks (8) angedruckt ist

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Graphitblocks (8) zur Aufnahme der Kühlrohre (11) mit Nuten (24) versehen ist

3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (11) jeweils unter Zwischenschaltung zweier Rohrkrümmer (10) und zweier Metallkompensatoren (9) an die Zu- und Ablaufrohre (4 und 5 bzw. 6 und 7) des ortsfesten Teils des Kühlkreislaufs angeschlossen sind.

4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil des Kühlkreislaufs, welcher mit den einer bestimmten Seite des Graphitblocks (8) zugeordneten Kühlrohren (11) in Verbindung steht, eigene Mengen- und Druckregelventile (15 bzw. 19) aufweist.