DE3004463C2 - Continuous casting mold with a support frame accommodating a casting frame - Google Patents
Continuous casting mold with a support frame accommodating a casting frameInfo
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Classifications
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/049—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for direct chill casting, e.g. electromagnetic casting
Description
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille mit einem Gießrahmen aufnehmendien Tragrahmen, der zwei von einer Begrenzungswand mit wenigstens einem in Gießrichtung unten liegenden Durchbruch getrennte Kammern für ein flüssiges Kühlmittel aufweist, wobei eine der Kammern durch eine Querwand unterteilt ist und der obere Bereich der dem Gießrahmen benachbarten Kammer mit diesem einen Ringspalt für das Kühlmittel bildet.The invention relates to a continuous casting mold with a casting frame receiving the support frame, the two separated by a boundary wall with at least one opening located at the bottom in the casting direction Has chambers for a liquid coolant, one of the chambers being divided by a transverse wall and the upper area of the chamber adjacent to the casting frame with this one annular gap for the coolant forms.
Stranggießkokillen mit deren Gießöffnung zugeordneter Kühlvorrichtung sind als Lochkokillen für Rundbolzen bekannt und bestehen aus einem ringförmig gebogenen Kastenprofil, dessen Hohlraum einen Ringkanal bildet und dessen innere Wandung gleichzeitig die Kokillenwand darstellt. Im Boden dieses Hohlringes sind Bohrungen vorgesehen, aus denen Kühlwasser unter Druck zum entstehenden Gußstrang hin gesprüht wird. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß auf der Oberfläche des Gußstranges durch teilweise mangelhafte Kühlung eine unebene Randzone entsteht.Continuous casting molds with the cooling device assigned to their pouring opening are used as perforated molds for round bolts known and consist of a ring-shaped curved box section, the cavity of which is an annular channel forms and the inner wall simultaneously represents the mold wall. In the bottom of this hollow ring bores are provided from which cooling water is sprayed under pressure towards the resulting cast strand will. In practice it has been shown that on the surface of the cast strand due to partially defective Cooling creates an uneven edge zone.
Eine gattungsgemäße Stranggießkokille aus dem Jahre 1944 ist dem »Handbuch des Stranggießens« von Hermann (Bild 691) zu entnehmen, welche mit dem erheblichen Mangel eines nicht homogenen Kühlmiuelschlcicrs behaftet ist.A generic continuous casting mold from 1944 is the "Manual of Continuous Casting" by Hermann (Fig. 691) can be seen which with the considerable Deficiency of a non-homogeneous Kühlmiuelschlcicrs is afflicted.
Auch die Lehre nach der DE-AS 17 58 572 schafft hier keine Abhilfe. Die dort offenbarte Stranggießkokille isl von einer Kühlvorrichtung umgeben, die in einem Gießrahmen mit abgestufter Außenseite eine Kammer od. dgl. mit wenigstens einem Durchbruch — für ein flüssiges Kühlmittel — in einer Begrenzungswand aufweist wobei diesem Durchbruch ein das Kühlmittel /.um Gießstrang hin leitender Kühlmittelkanal in Strömungsrichtung des Kühlmittels nachgeordnet ist Die Kammer bildet den Gießrahmen und ist an ihrem oberen Ende mit Wasseraustrittsbohrungen versehen, welche in horizontale, von Rippen begrenzte Kühlmittelkanäle übergehen. Diese Kühlmittelkanäle werden in einer Halterung von einem Flansch mit Rippen einerseits und einer durch Schrauben gehaltenen Leitplatte andererseits gebildet. Bei dieser Konstruktion ist es schon angesichts des abrupten Übergangs des Kühlmittels aus den horizontalen Kühlmittelkanälen an die Außenfläche der Stranggießkokille nicht gewährleistet, daß ein homogener Wassermantel entsteht.The teaching according to DE-AS 17 58 572 creates here no remedy. The continuous casting mold disclosed there is surrounded by a cooling device that is located in a casting frame with a stepped outside a chamber or the like. With at least one breakthrough - for a liquid coolant - in a boundary wall, this breakthrough a coolant /.um Downstream of the cast strand, the coolant channel, which conducts the coolant channel in the direction of flow of the coolant, is arranged downstream of the chamber forms the casting frame and is provided at its upper end with water outlet holes, which in horizontal, pass over coolant channels delimited by ribs. These coolant channels are in a holder formed by a flange with ribs on the one hand and a guide plate held by screws on the other hand. With this design, it is already given the abrupt transition of the coolant from the horizontal Coolant channels on the outer surface of the continuous casting mold do not ensure that a homogeneous Water jacket is created.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt eine Stranggießkokille der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welcher Gußstränge ohne Randzonen gegossen werden können. Dabei soll bei einer einfachen und problemlos herzustellenden Stranggießkokille eine Produktqualität erzielt werden, welche etwa mit komplizierten Magnetkokillen erreicht wird.In view of these circumstances, the inventor set himself the goal of a continuous casting mold of the type mentioned at the beginning to create mentioned type, with which cast strands can be cast without edge zones. In doing so, a simple and easy to manufacture continuous casting mold a product quality can be achieved which is achieved for example with complicated magnetic molds.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Querwand Teil eines die Innenwand des Tragrahmens und den Boden der inneren Kammer bildenden, an einen äußeren Rahmenteil angesetzten Profils F-förinigcn Querschnitts ist, daß die Querwand mit der Bcgrcnzungswand einen Strömungsspalt begrenzt und der GicUruhmen an den von ihm und der Innenwand bestimmten Ringspalt mit querschnittlich nach außen gekrümmter Außenseite anschließt Zudem soll erfindungsgemäß an den gekrümmten Querschnittsbercich der Außenseite des Gießrahmens eine bis zum unteren Rahmenrand hin im wesentlichen gerade sowie zur Kokillenachse hin in einem spitzen Winkel geneigte Wandkoniur anschlicßen. To solve this problem, the transverse wall is part of the inner wall of the support frame and the bottom the inner chamber forming, attached to an outer frame part of the profile F-shaped cross-section is that the transverse wall with the boundary wall delimits a flow gap and the base at the annular gap determined by it and the inner wall with an outwardly curved cross-section Outside adjoins In addition, according to the invention, it is intended to adjoin the curved cross-sectional area of the outside of the casting frame one up to the lower frame edge essentially straight and towards the mold axis in adjoin the wall cone inclined at an acute angle.
Diese Maßgaben führen unter Verbesserung der Strömungsverhältnisse zu einer bisiang nicht cr/.ielba ren Homogenität des erzeugten Kühlmiuclschlcien,, wodurch eine gleichmäßige Kühlwirkung bei gcringstern Wasserverbrauch ermöglicht wird. Zum anderen ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Tragrahmens; der Tragrahmen nach der gattungsbildendcn Vorveröffentlichung weist wesentlich kompliziertere Einzelheiten auf, die einen erhöhten Fertigungsaufwand bcdingen. These measures lead to a bisiang not cr / .ielba while improving the flow conditions The homogeneity of the generated coolant fluid, resulting in a uniform cooling effect for gcringstern Water consumption is made possible. On the other hand, there is a very simple structure of the support frame; the support frame according to the generic prior publication has much more complicated details, which lead to increased manufacturing costs.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist durch eine spezielle Ausbildung der Kokillenaußenwand von dem mit geringem Druck — von bevorzugt 0.5 bar — durch den Ringspalt zur Kokillenaußcnwand geführten Kühlmittel an dieser Kokillenaußcnwand ein Adhäsionsfilm sowie unterhalb dieser ein sich in Gießrichtung zur Kokillenachse hin trichterartig verjüngender, homogen geschlossener Wasserschleier gebildet. Die Praxis hat bewiesen, daß die erfindungsgcmiißc Stranggießkokille überraschend niedrigen Druck für das Kühlmittel erlaubt, der sogar noch unter dem vorstehend genannten Wert liegen kann.According to a further feature of the invention is a special design of the mold outer wall of that with low pressure - of preferably 0.5 bar - through the annular gap to the outer wall of the mold guided coolant on this Kokillenaußcnwand an adhesion film and below this one in the casting direction Formed a homogeneously closed water veil that tapers like a funnel towards the mold axis. Practice has shown that the continuous casting mold according to the invention surprisingly low pressure the coolant allows, which can even be below the value mentioned above.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Bcschrcibung bevorzugter Ausführungsbeispielc sowie unhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention emerge from the description below preferred embodiment c and unhanded to the drawing; this shows in
Fig. 1 den schematischen Längsschnitt durch eine Gießbühne;1 shows the schematic longitudinal section through a casting platform;
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a Ji
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Fig.2 ein vergrößertes Detail einer Gießbühne in geschnittener Schrägsicht;2 shows an enlarged detail of a casting platform in cut oblique view;
F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer der F i g. 2 entsprechenden Darstellung;F i g. 3 shows a further exemplary embodiment in one of FIGS. 2 corresponding representation;
F i g. 4 den Längsschnitt durch eine andere Gießbühne; F i g. 4 shows the longitudinal section through another casting platform;
F i g. 5 die Draufsicht zu F i g. 5. Eine Gießbühne 1 ist gemäß Fi g. 1 mit Ausnehmungen 2 zur Aufnahme von Stranggießkokillen 3 versehen. Diese sind etwa kranzförmig und weisen jeweils eine Gießöffnung 4 eines Durchmessers c/von beispielsweise 200 mm auf; bei rechteckigen Gießöffnungen 4 entspricht deren Öffnungslänge dem Durchmesser d. F i g. 5 shows the top view of FIG. 5. A casting platform 1 is shown in FIG. 1 provided with recesses 2 for receiving continuous casting molds 3. These are approximately ring-shaped and each have a pouring opening 4 with a diameter c / of, for example, 200 mm; in the case of rectangular pouring openings 4, their opening length corresponds to the diameter d.
Oberhalb der Stranggießkokille 3 ist eine Verteilerrinne 5 angeordnet, welche während des Gießvorganges flüssiges Metall von einer nicht gezeigten Gießpfanne zu den Stranggießkokillen 3 leitet.Above the continuous casting mold 3, a tundish 5 is arranged, which during the casting process directs liquid metal from a ladle, not shown, to the continuous casting molds 3.
Die Gießöffnung 4 ist zu Beginn des Gießvorganges durch einen Anfahrboden 6 verschlossen, der in Fig. 1 als sogenannter Kokillenfuß mittels eines Kokillenfußhii/tcrs 7 auf einer Kokilfenfußplatte 8 angebracht istThe pouring opening 4 is closed at the beginning of the pouring process by a base 6, which is shown in FIG. 1 as a so-called Kokillenfuß by means of a Kokillenfußhii / tcrs 7 is attached to a Kokilfenfußplatte 8
Kin in der Gießöffnung 4 aus dem flüssigen Metall entstehender — in Fig. 1 teilweise bei 10 dargestellter — Gußstrang wird zur Beschleunigung der Erstarrung an der Gießkokiile 3 gekühlt.Kin in the pouring opening 4 from the liquid metal - partially shown in Fig. 1 at 10 - The cast strand is cooled on the casting mold 3 to accelerate the solidification.
Hierzu umgibt nach Fig. 1 die Gießöffnung 4 ein Kühlmittelkanal 11, dessen innere Seitenwand 12 auch Kokillenwand der Stranggießkokille 3 ist. In diesem Kühlmittelkanal 11 wird durch Stutzen 13 Wasser als Kühlmittel eingeleitet, das ihn durchströmt und unter Druck durch Bohrungen 14 austritt. Hierbei entstehen bei kreisförmigen Stranggießkokillen 3 zum Gießstrang 10 hin gerichtete und sich in Gießrichtung χ trichterförmig verjüngende Wasserstrahlen, welche die Strangwundung benetzen.For this purpose, according to FIG. 1, the casting opening 4 is surrounded by a coolant channel 11, the inner side wall 12 of which is also the mold wall of the continuous casting mold 3. In this coolant channel 11, water is introduced as coolant through nozzle 13, which flows through it and exits through bores 14 under pressure. In the case of circular continuous casting molds 3, water jets directed towards the cast strand 10 and tapering in the casting direction χ funnel-shaped, which wet the strand wound.
Die erfindungsgemäße Stranggießkokille 30 weist nach K i g. 2 einen Gießrahmen 31 mit einer zur Kokillcnachsc M parallelen Kokillenwand 12 und einem dazu elvva rechtwinkeligen Kokillenkragen 32 auf, der einem kaslenartigen Tragrahmen 33 aufliegt. Dieser ist mittels einer vertikalen Zwischenwand 34 in zwei Kammern 35, 36 unterteilt, welche durch Zwischenwandbohrungen 37 verbunden sind. Die Zwischenwand 34 bildet mit einem I lohlringdcckel 38, der Hohlringaußenwand 39 und dem Boden 40 der äußeren Kammer 35 einen äußeren Rahmenanteil 41, der von einem Profil 42 aus dem Boden 43 sowie einer Innenwand 44 der inneren Kammer 36 zum Tragrahmen 33 ergänzt wird.The continuous casting mold 30 according to the invention has K i g. 2 shows a mold frame 31 with a plane parallel to the mold wall 12 and a Kokillcnachsc M to elvva rectangular Kokillenkragen 32 on which rests a support frame kaslenartigen 33rd This is divided into two chambers 35, 36 by means of a vertical partition wall 34, which are connected by partition wall bores 37. The intermediate wall 34 forms an outer frame portion 41 with a hollow ring cover 38, the hollow ring outer wall 39 and the bottom 40 of the outer chamber 35, which is supplemented by a profile 42 from the bottom 43 and an inner wall 44 of the inner chamber 36 to form the support frame 33.
Von der Innenwand 44 ragt rechtwinkelig in die innere Kammer 36 eine Querwand 45 ein.From the inner wall 44 protrudes at right angles into the inner one Chamber 36 a transverse wall 45.
Das von der äußeren Kammer 35 durch die Bohrungen 37 einströmende Kühlwasser beruhigt sich in der inneren Kammer 36 — unterstützt durch deren Querwand 45 — und strömt langsam durch einen Ringspalt 50 gegen die Außenseite 49 des Gießrahmens 31; jener Kingspalt 50 liegt am oberen Ende der inneren Kammer 36 und führt das beruhigte Wasser als Adhäsionsfilm an jene Außenseite 49, deren Querschnittskontur einer halben Glockenhaubenkontur ähnelt. Dank dieser Filmbildung entsteht ein homogener Wasserschleier.The cooling water flowing in from the outer chamber 35 through the bores 37 calms down in the inner chamber 36 - supported by its transverse wall 45 - and flows slowly through an annular gap 50 against the outside 49 of the casting frame 31; that king gap 50 is at the top of the inner chamber 36 and leads the calmed water as an adhesive film to that outside 49, the cross-sectional contour of which is half a Resembles bell-hood contour. Thanks to this film formation, a homogeneous veil of water is created.
I i g. 3 läßi einen Gießrahmen 31 mit koaxialem Hohldorn 51 zum Gießen von Hohlbolzen erkennen. Einem Ringkanal 52 des Hohldornes 51 wird über eine Leitung 53 Kühlmittel zugeführt, welches durch äußere Bohrungen 54 einen sich in Gießrichtung Ar erweiternden Kegelmantel bildet; dieser durchdringt den zuvor beschriebenen gegenläufigen Kühlmittelschleier. Die Gießbühne la der Fig.4 weist beidseits einer Symmetrieachse A zwei Stranggießkokillen 30 auf. Bei dieser Darstellung wird deutlich, daß in die Ausnehmungen 2 gleichen Durchmessers e Gießrahmen 31 und 31a unterschiedlichen Durchmessers d und d\ eingesetzt werden können. Der Gießrahmen 31a mit kleinerem Öffnung sdurchmesser d\ ist zum Größenausgleich init einer gegenüber dem anderen Gießrahmen 31 größeren Kragenbreite b ausgestattet Hierbei liegt zwischen jenem Teilkreisbogen der Außenseitenkontxir und dem Ringspalt 50 noch eine kurze horizontale L'nterfläche des Kokillenkragens 32, wie F i g. 4, linke Hälfte, ausweist.I i g. 3 shows a casting frame 31 with a coaxial hollow mandrel 51 for casting hollow bolts. An annular channel 52 of the hollow mandrel 51 is supplied via a line 53 with coolant which, through outer bores 54, forms a conical surface that widens in the casting direction Ar; this penetrates the previously described counter-rotating coolant curtain. The casting platform 1 a of FIG. 4 has two continuous casting molds 30 on both sides of an axis of symmetry A. In this illustration it is clear that casting frames 31 and 31a of different diameters d and d \ can be used in the recesses 2 of the same diameter e. The casting frame 31 a with a smaller opening s diameter d \ is equipped with a larger collar width b compared to the other casting frame 31 for size compensation . 4, left half, identifies.
Außerdem sind die äußeren Kammern 35 im Bereich der Symmetrieachse A zusammengefaßt (Kammer 35a in Fig.5). Sie können bei einer nichtwiedergegebenen Ausführung auch Teil eines Hohlraumes der Gießbühne selbst sein; letzterer wird dann über die Stutzen 13 gespeist und gibt sein Kühlwasser durch die Bohrungen 37 an die innere Kammer 36 ab (F i g. 2).In addition, the outer chambers 35 are combined in the region of the axis of symmetry A (chamber 35a in FIG. 5). In an embodiment not shown, they can also be part of a cavity in the casting platform itself; the latter is then fed via the connection 13 and releases its cooling water through the bores 37 to the inner chamber 36 (FIG. 2).
In jedem Fall reicht bereits ein geringer Wasserdruck von beispielsweise 0,5 bar völlig aus, den homogen geschlossenen Wasserschleier zu erzeugen, der vom Ringspalt 50 im oberen Kokillenbereich bis zum Kokillenunterrand die Außenseite 49 kühlt und auch über den Kokillenunterrand hin zum Gußstrang 10 vollständig geschlossen erhalten bleibt.In any case, even a low water pressure is sufficient of 0.5 bar, for example, completely off to generate the homogeneously closed water veil from the annular gap 50 in the upper mold area up to the lower edge of the mold, the outside 49 cools and also over the lower edge of the mold remains completely closed towards the cast strand 10.
Von Bedeutung für die Bildung des Wasserschleiers ist ein weitestgehend siufenloser Übergang von der Unterfläche des Hohlringdeckels 38, also der oberen Ringspaltbegrenzung, zur Außenfläche 49 der Stranggießkokille 30. Die untere Begrenzung des Ringspaltes 50 einer Breite /"von beispielsweise i,3 mm wird von der Oberkante der Innenwand 44 gebildet.A largely smooth transition from the lower surface is important for the formation of the water veil of the hollow ring cover 38, that is to say the upper annular gap delimitation, to the outer surface 49 of the continuous casting mold 30. The lower limit of the annular gap 50 of a width / ″ of, for example, 1.3 mm is from the upper edge the inner wall 44 is formed.
Bei nichtgezeigten Rechteckkokillen entspricht dem Gießrahmen 31 ein Kokillenrahmen, dem ein Ringspalt 50 — allerdings unrunden Grundrisses — zugeordnet ist.In the case of rectangular molds, which are not shown, the casting frame 31 corresponds to a mold frame to which an annular gap 50 - but with a non-circular floor plan.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (3)
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Legal Events
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