DE2946289A1 - Kokillengespann zum halbkontinuierlichen und kontinuierlichen stranggiessen von insbesondere walzbloecken hohen querschnitts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kokillenge3pann zum kontinuierlichen und halbkontinuierlichen Stranggieasen von insbesondere Walzblöcken hohen Querachnittea mit einem Waeserkammern enthaltenden Kokillentisch und einer Anzahl von Kokillen.

Walzblöcke hohen Querschnittes, insbesondere Aluminiumblöcke werden in halbkontinuierlichen und kontinuierlichen Stranggiessmaschinen allgemein in mehreren Strängen gleichzeitig in "einem Zug" vergossen.

Stranggiessmaschinen, in welchen Blöcke hohen Querschnittes gleichzeitig in einer Vielzahl von Strängen (beispielsweise in 10 Strängen von jeweils 400 χ 1200 als Querschnitt) vergossen werden, sind von vertikaler Anordnung. Die in diesen Giessmaschinen verwendeten Kokillentische sind ungeheuer gross, und sie enthalten allgemein fünf bis zehn Kokillenstellen. Das Kühlwasser wird in die Kokillentische durch eine Öffnung oder durch mehrere Öffnungen hindurch eingespeist. Die Wassereintrittaöffnungen eind vorwiegend an den Seiten oder am Boden des Kokillentisches angeordnet. Die Kokillenstellen befinden sich in den Kokillentischen in gleichen Abständen, d. h. gleichmäßig verteilt, woraus folgt, daß sie von den Wassereintrittaöffnungen jeweils um unterschiedliche Abstände entfernt liegen. Durch entsprechende Ausbildung des Innenaufbaus der Kokillentische ist man bestrebt zu erreichen, daß die Wasserversorgung der zahlreichen Kokillenstellen räumlich und zeitlich gleichmäßig und auch kontinuierlich ist. Die in die Kokillenstellen eingesetzten (hülsenförmigen) Kokillen haben allgemein einen sog. offenen Wasserraum, d. h. der an der Kokillenwand herabfliessende Wassermantel an der der Kokillenwand abgewandten äusseren Fläche unmittelbar der Atmosphäre ausgesetzt ist. Durch das auf die äussere Kokillenwand strömende Kühlwasser wird der Wärmeinhalt aus dem in den Kokilleninnenraum kontinuierlich eingegossenen Metall auf mittelbare Weise - durch die Kokillenwand hindurch - ent-

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sogen, woraufhin das Metall allmählich zu erstarren beginnt. Durch das an der Mantelfläche des entlang der Kokillenwand aus der. Kokille kontinuierlich "herausgleitenden" erstarrten Blocke herabfliessende Wasser wird der letztere hingegen unmittelbar gekühlt, indem sein WärpMgenalt unmittelbar entzogen wird.

Die Menge des der Kokille in der Zeiteinheit zugeftihrten Wassers 1st von den Querschnittsabmessungen des Blockes und τοη der Absenkgeachwindigkeit abhängig. Das sich !■ Block während der Erstarrung ausbildende Gefttge und die entstehenden Spannungenhängen in hohem Masse von der Kühlung ab. (Als Polge einer schlecht eingestellten Wasserversorgung bzw. einer asymmetrischen Kühlung können leicht fehlerhafte Ausschussgusstücke entstehen.)

Sine Kokille kann durch die im Kokillentisch vorhandenen Wasserkammern teilweise oder gänzlich umschlossen sein. Das Kühlwasser tritt durch in den der Kokille zugewandten Seitenwänden der Wasserkammern dicht nebeneinander gebohrten Bohrungen konstanten Querschnittes oder durch ähnliche Spalte hindurch, und es strömt hiernach gegen die Kokillen-Aussenwand. Da der Kühlwasserbedarf von Blöcken ungleichen Querschnittes äusserst unterschiedlich ist, kann die entsprechende, erforderliche Kühlung von Kokillen unterschiedlichen Durchmessers für Blöcke entsprechend unterschiedlichen Querschnittes durch Wasserkamvern mit Wasseraustrittsöffnungen konstanter Abmessungen kaum bewerkstelligt werden, weil die Geschwindig· keit des durch die Bohrungen oder Spalte konstanter Breite hindurchströnenden Wassers vom durch die Technologie bestimmten und eingestellten Kühlwasserertrag abhängig lot. Gleichzeitig bedeutet dies auch, daß der Wasserstrom nicht immer gegen die gleiche Stelle der Kokillenwand und auch nicht mit der gleichen Geschwindigkeit aufprallt. Es kann sogar auch passieren, daß ein zu gering eingestellter Wasserertrag an den Austrittsstellen nur eine derart

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geringe Geschwindigkeit ergibt, daO der Wasserstrahl die Kokillenwand nicht einmal erreioht. In solchen Fällen werden zwar Behelfsmassnahmen getroffen, indem beispielsweise der Wasserertrag erhöht, oder mit Hilfe von Verlängerungsstücken das Kühlwasser naher an die Xokillenwand herangeleitet wird, jedoch keine dieser llassnahmen gewährleistet eine restlos befriedigende, gute Lösung.

' Von grundlegender Bedeutung ist nähmlich der Umstand, wonach sich der Wassermantel an die geeignet ausgebildete Aussenwand der Kokille möglichst vollkommen, zusammenhängend, d; h. lückenlos stetig anschmiegen soll. Wichtig 1st ferner, daß auch die lückenlose Stetigkeit und Gleichmäßigkeit des von der Aussenwand der Kokille abflieseenden Wassermantels erhalten bleibt«

Bine gleichmäßige Kühlung «Her Kokillen aus Waeserkammern mit Bohrungen oder Wasserspalten konstanter Auetrittsöffnungen ist weiterhin auch aus dem Grunde nicht möglich, weil die Kokillen um unterschiedliche Abstände entfernt von der Wassereinspeisestelle liegen, folglich das Wasser zu jeder Kokille über Strömungswege von unterschiedlicher Länge und unterschiedlichem Strömungswiderstand gelangt. Hieraus resultiert, daß die Kokillen nicht gleichmäßig bzw. identisch gekühlt werden, wodurch die gleichzeitig gegossenen Blöcke grosse Unterschiede in der OefUgestruktur, Oberfläche usw. aufweisen können·

Kokillentische mit vielen Kokillenstellen hoher Oberfläche, die mit Bohrungen oder Wasserspalten konstanten Querschnittes versehen sind, verursachen auch hinsichtlich ihrer Konstruktion zahlreiche Probleme« Bs ist nämlich ziemlich umständlich, die Wassermenge unterschiedlicher länge und abweichendem Strömungswiderstandes konstruktiv befriedigend auszubilden· Auch der Wasserverbrauch von Kokillen mit konstanten Wasseraus-

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trittsöffnungen liegt um rtschaftlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kokillengespann, das frei von den genannten Nachteilen und Mangeln der bekannten Aufführungen ist, zu entwerfen, bei welchem die Durchflussquerschnitte der Wasserspalte der im Kokillentisch befindlichen Waeserkammern stufenlos verstellbar ist, und die Einstellung der Waaserspaltabmeasungen ab beliebiger Seite jeder Kokille voneinander unabhängig vorgenommen werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird im Sinne der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wasseraustritt3spalte der Wasserkammern in einem mit einem Wasaerkammern enthaltenden Kokillentisch und mit (hülaenfönnigen) Kokillen versehenen Kokillengespann als Spalte ausgebildet sind, in welchen jeweils zumindest ein Sperrzunge angeordnet ist. Die Sperrzungen sind mit ihren Vorderkanten gegen eine Wand des Waaserspaltes kippbar so ausgebildet, daß sie an eine in der Wasserkammer bev/egbar wegbäre Stellschraube bzw. an Stellschrauben angeschlossen sind, und zwischen ihnen und der Wandung der Wasserkammer eine Feder vorhanden ist.

In der Wand der Spalte der Wasserkammern sind zweckmäßig Dichtungen vorhanden.

Die die Sperrzungen lagernden Elemente können Bolzen oder Federn sein. Bei Verwendung von Federn kann daa Sperrelement aus der Feder selbst als einziges StUck ausgebildet sein.

Bei einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung iet die eine Wand des Wasserspaltes bewegbar auegebildet und an die Stellschraube bzw. Stellschrauben angeschlossen.

Durch Anwendung der Erfindung können die günstigste Geometrie des Kühlwassermantels, die Strömungsgeschwindigkeit, d.h. die günstigsten KUhlunge-

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bedingung für jede einzelne Kokille unabhängig ihrer lege im Kokillentisch, eingestellt werden. Bei Bedarf können die Wasserspalte der Wasserkamnern mit Hilfe der Sperrzungen auch völlig geschlossen werden, wodurch eine Verschwendung von Kühlwasser vermieden werden kann, falls das Glossen in wenigere Kokillen als in einen gegebenen Kokillentisch einsetzbar, erfolgt.

Die Ausbildung und Anordnung der Wasserkammern im Kokillentisch ermöglicht auch die Anwendung von unterschiedlichen Kokillen für verschiedene Blockquerschnitte in ein und demselben Kokillentisch· Durch entsprechende konstruktive Ausbildung der Wasserkammern sind die konstante Instandhaltungsmüglichkeit, die einfache Austauschbarkeit der Stellelemente, sowie die einfache fieinigungsmöglichkeit des Kokillentisches gewährleistet.

Das Wesen und weitere Einzelheiten, Merkmale der Erfindung werden nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung nähre beschrieben.

In der Zeichnung sind: Fig. l.ein Detail eines erfindungsgemäßen

Kokillengespanns im Schnitt, und Pig. 2 eine weitere Auufuhrungsmöglichkeit

einer Wasserkammer des erfindungsge-

mäßen Kokillenblocks ebenfalls im

Schnitt dargestellt.

Das in Fig. 1 dargestellte Detail zeigt das obere Teil einer Wasserkammer 1 und eine Seite einer Kokille 7 im Schnitt. Einem Wasserspalt 2 der Wasserkammer 1 ist eine Sperrzunge 3 zugeordnet. Zwischen der Sperrzunge 3 und der Wand der Wasserkammer 1 ist eine Feder 6 vorhanden, durch welche die Sperrzunge 3 um einen Bolzen 4 gegen den Uhrzeigersinn vorgespannt iet. Der Bolzen 4 sitzt in der Wand der Wasserkammer 1 und iet in eine Ausnehmung der Sperrzunge 3 eingepasst.

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In der Grundstellung wird die Sperrzunge 3 durch die Feder 6 gegen die untere Wand des Wasserspaltee 2 gedrückt, wobei für das Kühlwasser in dieser Grundstellung der maximale Durchflussquerschnitt freigegeben ist. An den der leder 6 zugewandten Arm des durch die Sperrzunge 3 gebildeten zweiarmigen Hebels schliesst sich eine Stellschraube 5 an, welche in der Wand bzw. im Deckel der Wasserkammer 1 eingeschraubt ist. Wird diese Stellschraube gedreht, so bewegt sie die Sperrzunge 3 entgegen der Wirkung der Feder 6 im Uhrzeigersinn. Dies hat zur Folge, daß der freie Querschnitt des Wasserspaltes 2 verringert wird. Wird die Stellschraube 5 weiter gedreht, so wird der Wasserspalt 2 stets schmaler, bis schlieaslich die Sperrzunge 3 an der oberen Wand des Wasserspaltes 2 anliegt und den letzteren somit völlig versperrt.

An dem mit der Sperrzunge 3 zusammenwirkenden Teil des Wasserspaltes 2 iat im Interesse einea sicheren Schliessens zweckmäßig eine Dichtung 9 angeordnet. Die Stellschraube 5 kann in ihrer gewünschten, jeweils vorgesehenen Lage durch eine Kontermutter festgestellt werden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung der Erfindung ist die den Durchflussquerschnitt des Wasserspaltes 2 beeinflussende Sperrzunge 3 anstelle eines beim obenbeschriebenen AusfUhrungabeispiel gezeigten Bolzena durch die Feder 6 selbst gelagert. Bei dieser Ausführung sind Sperrzunge 3 und Feder 6 zugleich aua einem einzigen federnden Stück ausgebildet. Daa Sperren dea Waeaerapaltes 2 erfolgt gegen die untere Spaltbegrenzung. Die Stellschraube 5 ist bei dieser zweiten Ausführung nicht unmittelbar an die Sperrzunge 3 angeschlossen, sondern die eine Wand des Wassers pal tea. 2 ist mit Hilfe eines EInsatzstUckes IO bewegbar ausgebildet. Die Verstellung der -Sperr zunge η 3 und hierdurch des Wasserdurchflussquerschnittes erfolgt unter Wirkung der Verdrehung der Stellachrauben über diese verstellbaren Einsatzstücke 10.

In Flg. 2 wurde der figurgemäß rechtsseitige Wasserspalt in seinem gesperrten Zustand, der linksseitige hingegen in geöffnetem Zustand gezeigt. Beiderseits der

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Wasserkammer 1 ist je eine Kokille 7 teilweise dargestellt. Die durch die Wasserepalte 2 hindurch hinausströmenden Wasserstrahle spritzen gegen die gekrümmte aussere Kokillenmantelfläche und von hier strömt das Wasser laminar, in gleichmaßig verteilter Schicht auf den abzukühlenden Block. Die Blöcke sind der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt.

Es sei hierzu noch bemerkt, daß beim Sperren der Spalte eine völlige Wasserdichtheit - obzwar in den in der Zeichnung gezeigten AusfUhrungsbeispielen auch Dichtungen verwendet werden - keineswegs eine grundlegende Forderung ist. Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in erster linie darin, daß im Falle, wenn in der einen oder anderen Kokille des Kokillengespanns eben nicht gegossen wird, nur die möglichst geringste Menge an Kühlwasser an der betroffenen Kokillenstelle verlustig wegflieast.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist auch die Möglichkeit gewährleistet, innerhalb eines einzigen Wasserspaltes abschnittsweise unterschiedliche Spaltabmessungen einzustellen. Dies ist insbesondere bei der Beeinflussung des Wärmeentzuges an den Ecken des Blockquerschnittes von Bedeutung.

Der erfindungsgemäß mit verstellbaren Wasserspalten ausgestattete Kokillentisch ermöglicht die individuelle Einstellung der optimalen Kühlung Tür jeden einzelnen Block.

Die Wasserversorgung von Kokillen bzw. Kokillenstellen, in welchen nicht gegossen wird, kann durch Sperren der entsprechenden Wasserspalte abgestellt werden. Die somit erreichbare Wassereinsparung ist ebenfalls von grosser Bedeutung.

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Claims (6)

Kokillengespann zum halbkontinuierlichen und kontinuierlichen Stranggießen von insbesondere Walzblc-ken hohen Querschnitts Anm.: Magyar Aluminiumipari Tröszt D 5-145 1387 BUDAPEST, XIII., Pozsonyi u. 56 - Ungarn Patentansprüche

1. Kokillengeapann zum halbkontinuierlichen Stranggieaaen von inabesondere Walzblöcken hohen Querachnittea mit einem Wasserkammern enthaltenden Kokillentisch und einer Anzahl von Kokillen, daruch gekennzeichnet, daß die Wasseraustrittsöffnungen der Wasaerkammern (l) als Spalte ausgebildet sind, und in diesen Waeserspalten (2) zumindest je eine Sperrzunge (3) vorhanden ist, wobei die Sperrzungen (3) mit ihren Vorderkanten gegen eine Wand des Wa3serspaltes (2) kippbar auagebildet sind, indem sie an eine in der Wasserkammer (l) bewegbare Stellschraube bzw. an Stellachrauben (5) angeschlossen sind, und zwischen ihnen und der Wandung der Wasserkammer eine Feder (6) vorhanden ist.

2. Kokillengeapann nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chne t, daß in der V/and der Wasserspalte der Wasserkammerπ (l) eine Dichtung (9) vorhanden ist.

3. Kokillengespann nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kippbaren Sperrzungen (3) an Bolzen (4) gelagert sind.

4. Kokillengespann nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kippbaren Sperrzungen (3) durch die Federn (6) gelagert aind.

5. Kokillengespann nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrzungen (3) mitsamt den Federn (6) aus einem Stück auagebildet sind.

6. Kokillengeapann nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Wand der Wasserepalte (2) mit Hilfe eines EinsatzetUckes (1O) verstellbar ausgebildet, und an die Stellschraube bzw, Stellachrauben (5) angeschlossen ist.

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