DE2845258A1

DE2845258A1 - Kokille fuer stranggussmaschinen

Info

Publication number: DE2845258A1
Application number: DE19782845258
Authority: DE
Inventors: Jury Nikolaevitsch Chuvaschov; Evgeny Nektarievitsc Ivaschina; Rafael Pavlovitsch Izakov; Anatoly Ivanovitsch Manochin; Aleksandr Michailovi Nikiforov; Vyatscheslav Petrovits Savanin; Anatoly Georgievitsch Sitnov; Jury Aleksandrovitsch Stepanov
Original assignee: N PROIZV OB TULATSCHERMET
Current assignee: N PROIZV OB TULATSCHERMET
Priority date: 1977-11-23
Filing date: 1978-10-18
Publication date: 1979-06-21
Also published as: SE7812028L; IT7841669A0; GB2009000A; FR2409805A1; SU733853A1

Description

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KOKILLE ii'ÜR ü

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf metallurgische Prozesse und Apparate und kann beim Gießen von Metallen auf Stranggußmaschinen, vorwiegend des horizontalen Typs, zur .Erzeugung von Metallrohlingen angewendet werden.

Beim Stranggießen auf den Anlagen des horizontalen Typs gelangt flüssiges Metall aus dem Hochofengestell durch eine Metall.-itung (feuerfester Ausguß), die mit der Kokille starr verbuxiden ist, in den Innenraum der Kokillenhülse, wo die Formierung der Kruste des stranggegossenen Gußblocks erfolgt.

Gegenwärtig werden in den Kokillen der horizontalen Stranggußmaschinen Hülsen zweier Typen verwende t: "glatte" und mit "Bund"· Die "glatten" Hülsen sind durch gleichbleibendem Kanalquerschnitt des inneren Arbiitsraums gekennzeichnet·

Hierbei sind die Konturen des feuerfesten Ausgusses

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mit der Gestaltung der Hülseninnenfläche identisch. Bei der Herstellung dieser Hülsen bestehen Keine größeren Schwierigkeiten. Jedoch ist der Einsatz derartiger Hülsen dadurch begrenzt, daß bei ihrer Anwendung an der formierung der Gußblockkruste nicht nur die Innenfläche der Hülse, sondern auch die Stirnseite der keramischen ketallleitung beteiligt ist. Ein beträchtlicher Unterschied ae :■ mechanischen und technologische:^ Eigenschaften von Hülse und Metalleitung führt zur Bildung an der Oberfläche des stranggegossenen Blocks einer größeren Anzahl von uberflächendefekten in i'orm von Lunkern gemäß den auszugsschritten, Stoßstellen der Erstarrungsfronten, Schlackeneinschlüssen, Längs- und Querrissen (Zeitschrift "Stahl¹¹, 1972, SS. 1088 - 1084).

Bekannt ist eine Einrichtung zum Stranggießen von Hohlingen (Englands Patent Hr. 1312243, Kl. B 3F vom 12. O3.197O), die aus einem feuerfesten Ausguß besteht, der mit der Kokille über einen zwischengeschalteten feuerfesten angesetzten Hing mit einer öffnung verbunden ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Gießöffnung des feuerfesten Ausgusses, aber geringer als der Innendurchmesser der Kokille ist. Zu den Nachteilen gehört ferner, daß die Verbindung des Ausgusses mit der Kokille über einen zwischengeschalteten feuerfesten Hing keine zuverlässige Abdichtung der Verbindungsstelle während des Gießvorgangs gewährleistet, was sich auf die Stabilität

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des Gießvorgaxigs nachteilig auswirkt. Dies erklärt sich durch verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kokille und feuerfesten Erzeugnissen.

Bekannt ist ferner eine Kokille, die einen feuerfesten Ausguß enthält, der mit einem wassergekühlten Gehäuse verbunden ist, das mit der Stirnwand monolithisch ausgeführt ist. Bei der Verwendung einer Hülse mit "Bund" wird die Qualität des stranggegossenen Rohlings erhöht. In diesem Fall erfolgt die Erstarrung der Gußblockkruste an der Innenfläche der metallischen Hülse, und die Defekte, die mit der Zerstörung der keramischen Mctalleitung zusammenhängen, bleiben aus. Jedoch führen vorhandene Stellen mit gesteigerter Wärmeableitung in den Winkelübergängen der Kokillenhülse zu einer ungleichmäßigen iirstarrungsfront,

einen
was^vbeträchtlichen Anstieg von inneren Spannungen in der erstarrenden Kruste und demzufolge die Hißbildung an der Oberfläche von Gußblöcken verursacht. Außerdem führt die Ungleichmäßigkeit der Erstarrungsfront zum Verwerfen des Rohlings und Jäntstehen der Ovalität bei stranggegossenen Blöcken runden Querschnitts und der rhombischen Form bei Blöcken rechteckigen Querschnitts.

Dem Vorstehenden muß man hinzufügen, daß die Anwendung derartiger Hülsen gegenwärtig wegen großer.- Schwierigkeiten, die bei deren Herstellung entstehen, begrenzt ist.

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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der Wachteile der bekannten Kokillen und Schaffung einer neuen, vervollkommneten Kokille für Maschinen zum Stranggießen von Metallrohlingen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrundeι die Stoßzone von Metalleitung und Eintrittsteil der Kokillenhülse derart abzuwandeln, daß die Bildung von Hissen und Umbiegungen bei axialer Bewegung des erstarrenden Rohlings beim Strangguß vermieden wäre.

Zur Lösung der erwähnten Aufgabe wird eine Kokille für Maschinen zum Stranggießen von Metallrohlingen vorgeschlagen, die eine Hülse enthält, die monolithisch mit einer Stirnwand ausgeführt ist, in deren Mittenbohrung eine Metalleitung mit einer zylindrischen Sitzfläche eingesetzt ist, die zu den Innenflächen von Metalleitung und Hülse koaxial ist. Diese Kokille zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen der Stirnfläche der Metalleitung und der Innenfläche der Hülse ein stufenlos abgerundeter Übergangsabachnitt ausgeführt ist.

Diese technische -Lösung gestattet es, optimale Bedingungen für die ausbildung einer Kruste des ketallroh— lings zu schaffen und die iintstehung von Hissen bei Erstarrungsbeginn sowie Bildung von Umbiegungen bei der Arbeitsbewegung des stranggegossenen Hohlings im Hülsenkanal zu verhindern.

Gemäß einer Ausführungsvariante der vorliegenden Kr-

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findurig ist eine Kokille für Maschinen zum Stranggießen von Metallrohlingen vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß der erwähnte Übergangsabschnitt einen Teil einer sphärischen Oberfläche darstellt, die mit einem HaIb-

cler Querabmesnung

messer von 0,5 bis 20 ^y des inneren Hülsenkanals ausgeführt ist.

iiine solche technische Lösung ist am zweckmäßigsten bei der Herstellung der Kokillcnhülse, wobei der Sphärenhalbmesser je n_ach der Sorte des zu vergießenden Stahls und je nach dem Material gewählt wird, aus dem die Hülse gefertigt wird.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung an einem Beispiel ihrer praktischen Ausführung in der nachstehenden technischen Beschreibung und in einer beiliegenden erläuternden Zeichnung näher verdeutlicht, in der im Längsschnitt ein Abschnitt der Stoßstelle von Metalleitung und Kokillenhülse dargestellt ist.

Die Kokille der Stranggußmaschine enthält eine Hülse 1, die einen Eintrittsraum 2 besitzt. Das Hülsengehäuse ist monolithisch mit einer Stirnwand 5 ausgeführt, die eine zylindrische Mittenbohrung aufweist, in die eine Metalleitung 4 mit zylindrischer Sitzfläche eingesetzt ist. Der Eintrittsraum 2 der Hülse 1 hat eine Kugelform mit einem Halbmesser H. Die Ausführung des Eintrittsraums der Kokillenhülse mit einem stufenlos abgerundeten Übergangsabschnitt beispielsweise sphärischer Form zwischen

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der Stirnseite der Metalleitung und der Hülsenwand gewähreine

leistet^vgleichmäßige Jürstarrungsfront dank einer gleichmäßigen Wärmeableitung und erhöhte Erstarrungsgeschwindigkeit· Das Vorhandensein einer gleichmäßig erstarrenden Front verringert die Konzentration von inneren Spannungen in der entstandenen Kruste· Dies verhindert Brüche der Kruste im Anfangsmoment der Formierung des stranggegossenen Blocks. Die sphärische Form des erstarrenden Gußkörpers bedingt ein Ansteigen der Erstarrungsgeschwindigkeit (B.B. Guljaev, "Liteinye protsessy" /Gießereiprozesse/, Mashgiz, 1960, S. 185)» was günstige Bedingungen zur Formierung einer h_arten Kruste des erstarrenden Gußblocks schafft und die Wahrscheinlichkeit der Verwerfung desselben sowie der Entstehung von Biegungen und Brüchen der neuformierten elastischen Kruste bei der Arbeitsbewegung des Rohlings vermindert. Der bestimmende Faktor der Schaffung von optimalen Bedingungen der Krustenformierung ist dabei die Wechselbeziehung von Parametern der Kokillenhui.se: dem Halbmesser des sphärischen J£intrittsraumes und Durchmesser bzw. Größe der größeren Seite des inneren Arbeitsraumes. Es ist bekannt, daß die maximale Größe eines auf den horizontalen Stranggußmaschinen erzeugten fiohlings die folgende ist: Kreis von JOO mm-Durchmesser und Quadrat

cnlänge

mit einer Seite^ von 300 mm»

Der Eintrittsraum kann mit einem Halbmesser ausge-

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führt sein, der dem halben Durchmesser gleich ist (HaIbsphärenvariante)· Der Eintrittsraum der Kokillenhülse kann als abgeschnittenes Kugelsegment gestaltet sein. Dann wird der Halbmesser des sphärischen !Teils aus der Beziehung bestimmt:

D = 2 V h (2H - h),
worin bedeuten:

R - Halbmesser des sphärischen Eintrittsraums;

anlange D - Durchmesser bzw. Seite-'des Arbeitsraums;

h - Größe eines Ausgugsschritts

(aus dem Handbuch "üpravochnik metallista¹,¹, B. 1, S. 115» Verlag "Mashinostroenie", 19&5) · Aufgrund dieser Daten und unter Beachtung der Konfigurationsbesonderheiten von Arbeits- und Eintrittsraum kann man berechnen, daß das Verhältnis des Halbmessers des sphärischen Teils und des Durchmessers bzw. der Seite des Arbeitsraumes der Kokille im Bereich von ü,5 - 20 schwanken kann.

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Claims

1. Kokille für Maschinen zum otranggieJBen von Metallrohlingen, die eine Hülse enthält, die mit einer Stirnwand einstückig ausgeführt ist, in deren Mittenbohrung eine Metalleitung mit einer zylindrischen Sitzfläche eingesetzt ist, die zu den Innenflächen von ketalleitung und Hülse koaxial ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der !Stirnfläche cLr Metalleitung (4) und der Innenfläche der Hülse (1) ein knickfrei abgerundeter Übergangsabschnitt (5) ausgeführt ist.

2. Kokille für Maschinen zum ötran^gic&en von Metallrohlin^en nach Anspruch 1,dadurch gekenn ze ichnet , daß der erwähnte Übergangsabschnitt (5) einen Teil einer sphärischen Onerfläche dar«·

stellt, die mit einem Halbmesser von 0,5 bis 20 der Querab.-'essiuig
des Innenraums der Hülse (1) ausgeführt ist.

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ORIGINAL INSPECTED