DE3047652A1

DE3047652A1 - Stranggiesskokille

Info

Publication number: DE3047652A1
Application number: DE19803047652
Authority: DE
Inventors: Nobuhisa Hasebe; Hiroshi Yokohama Kanagawa Kawada; Isamu Yokosuka Kanagawa Komine
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1981-09-24
Also published as: MX151738A; JPS5689360A; DE3047652C2; JPS6143139B2; IT1134741B; BR8008203A; FR2471821A1; IT8026680A0; GB2065521A; US4498518A; FR2471821B1; GB2065521B

Description

AP-102 (VJGN)

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha
Tokio, Japan

Stranggießkokille

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille für eine Stranggießvorrichtung.

Das Stranggießen von Stahl erfolgt im allgemeinen mittels einer ßtranggießmaschine, die einen Zwischenbehälter (tundish), eine Kokille, eine Gruppe von Führungs- oder Leitrollen und eine Gruppe von Klemmrollen aufweist. Derartige Maschinen lassen sich grob in Vertikal- und Horizon talgießiaasch in en einteilen. Bei der Vertikalgießmaschine wird die Stahlschmelze aus dem Zwischenbehälter über eine in seinem Boden vorgesehene Gieß- Tauchschnauze in die Kokille vergossen, in welcher die Stahlschmelze unter Bildung einer erstarrten Schale oder "Haut" abkühlt. Der Stahlstrang mit dieser erstarrten Schale wird mittels der Klemmrollen unter Führung durch die unter der Kokille aufeinanderfolgend angeordneten Leitrollen abgezogen. Dabei nimmt die Dicke der erstarrten Schale des durch Kühlwasser, das über mehrere zwischen den Rollen angeordnete Düsen verspritzt wird, gekühlten Strangs allmählich zu, so daß kontinuierlich ein Gußstrang einer vorbestimmten Querschnittsform entsteht.

Beim vorstehend beschriebenen Stranggießen besteht ein Problem in dem Festhaften (seizing) der Stahlschmelze an der Innenfläche·der Kokille beim Abziehen des Strangs mit erstarrter Schale aus der Kokille. Es ist daher üblich, die Kokille mit einer bestimmten Amplitude in Abziehrichtung des Gußstrangs in Schwingung zu versetzen, um dadurch das Festhaften der Stahlschmelze an der Kokilleninnenfläche zu verhindern. Diese Schwingung der Kokille wurde bisher

130039/0952

üblicherweise mittels einer mechanischen Einrichtung erzeugt. Hierfür waren jedoch bisher große Geräte erforderlich, die einen entsprechend großen Energiebedarf besitzen. Außerdem führt eine mechanische Einrichtung, mit welcher die Kokille nur mit Schwierigkeiten mit hoher Frequenz in Schwingung versetzbar ist, wellenförmige Schwingungsmarken in der Gußstrangoberfläche ein, die zu Oberflächenrissen im Gußstrang führen können; eine solche Einrichtung ist daher bezüglich der Güte des Gußstrangs problematisch.

In neuerer Zeit ist wegen niedriger Anlagenküsten und anderer Vorteile eine HorizontalstranggieSmaschine zur industriellen Anwendung gelangt, bei welcher ein Gußstrang durch waagerechtes Abziehen der Stahlschmelze mit erstarrter Schale oder Gußhaut aus einer Kokille hergestellt wird, die am Unterteil einer Seitenwand des Swischenbehälters angeordnet und insbesondere tin.aittalbar mit dieser Seitenwand verbunden ist. Bei dieser Maschine ist es .iaher nicht möglich, die Horizontalkokille auf mechanischem Wege allein in Schwingung zu versetzen.

Zur Lösung dieser Schwierigkeiten beim Stand der Technik wurde bereits eine Rüttelvorrichtung für eine Stranggießkokille vorgeschlagen (vgl. JA-OS 86,432/79)_s die gekennzeichnet ist durch mehrere ar, der Außenfläche ,jeder Seitenwand einer Stranggießkokille in vorbestimmten Axialabständen angeordnete Ultraschall-Vibratoren, durch welche die Kokille in Axialrichtung in Schwingung versetzbar ist.

Fig. Λ ist ein Längsschnitt zur Verassehaulichung der Anwendung der bisherigen Rüttelvorrichtung auf eine Vertikal-Stranggießmaschine, und Fig. 2 zeigt in vergrößertem Querschnitt den Kokillenteil der Vorrichtung nach 3?ig.1. Diese Vorrichtung umfaßt einen Zwischenbehälter 1, eine in dessen Boden vorgesehene Stahlscnmelzen-Austrag- oder-Füll-

"30Ö33/03S2

öffnung 2, eine unter letzterer angeordnete Kokille 3 und eine mit der öffnung 2 verbundene Tauchschnauze 8, deren unteres Ende in die Kokille 3 hineinragt. Die Kokille 3 wird von einem an ihrer Außenumfangs- bzw. Mantelfläche angeordneten Kokillengerüst 6 getragen. Die Kokille 3 weist einen Kühlwasserkanal oder -durchgang 7 auf, wobei die Kokille 3 durch den Durchgang 7 durchströmendes Kühlwasser gekühlt wird.

An der Außenfläche jeder Seitenwand der Kokille 3 sind (jeweils) mehrere Ultraschall-Vibratoren 4- vorgesehen, die gemäß den Fig. 1 und 2 auf mehreren geraden Linien in Axialrichtung der Kokille 3 auf vorbestimmte Abstände verteilt sind, wobei diese geraden Linien ihrerseits um die Seitenwände der Kokille 3 herum auf vorbestimmte gegenseitige Abstände verteilt sind. An der Außenfläche jeder Seitenwand der Kokille 3 sind Ansätze 3¹ zur Anbringung der Vibratoren 4- vorgesehen. Gemäß Fig. 1 ist eine elektrische Stromquelle 5 zur Erzeugung einer Ultraschallschwingung über zugeordnete Leitungen 11 mit den einzelnen Vibratoren 4- verbunden.

Wenn bei dieser Kokille 3 die verschiedenen Vibratoren beispielsweise mit einer Frequenz von etwa 20 kHz horizontal in Schwingung versetzt werden, wird diese Schwingung waagerecht auf die Kokille 3 übertragen. Die auf die Kokille 3 übertragene Schwingungswelle 10 verläuft dabei gemäß Fig. 1 axial und in lotrechter Richtung bzw. in Kokillen-Längsrichtung, d.h. in Abziehrichtung des Gußstrangs 9. Wenn·die längsverlaufende Schwingungswelle 10 so gerichtet ist, daß sich ihre Flanken an den beiden Endflächen der Kokille 3 befinden, kann diese wirksam in Schwingung versetzt werden. Die Ultraschall-Vibratoren 4 sind daher zur Erzielung eines entsprechenden Ergebnisses angeordnet.

130039/0952

Eine solche Vibrations- bzw. Rüttelvorrichtung kann auch bei einer Horizontalstranggießmaschine angewandt werden. Dabei werden Ultraschall-Vibratoren lotrecht an der Aussenf lache jeder Seitenwand der Horizontalkokille angebracht. Die lotrecht auf letztere übertragene Schwingungswelle wird waagerecht unter einem Winkel von 90° umgelenkt (deviated) und setzt somit die Kokille in Axialrichtung, d.h. in waagerechter Gußstrang-Abziehrichtung in Schwingung.

Mit dieser bisherigen Hüttelvorrichtung kann also die Kokille in Axialrichtung bzw. Gußstrang-Abziehrichtung mit hoher Frequenz in Schwingung versetzt werden, so daß ein Festhaften (seizure) des Gußstrangs an der Kokilleninnenfläche verhindert werden kann. Im Gegensatz zu einer mechanisch wirkenden Rüttelvorrichtung erfordert diese Ultraschall-Rüttelvorrichtung weder große Energiemengen noch große Bauteile, und es entstehen unter dem Einfluß der Kokillenschwingung auch keine Vibrationsmarken an der Gußstrangoberfläche. Bei Anwendung auf eine Kokille für eine Horizontalstranggießmaschine wird weiterhin durch die schwache (fine) Hochfrequenz schwingung der Kokille ein hoher Abdichtungsgrad an der Verbindung zwischen Zwischenbehälter und Kokille aufrechterhalten, so daß an dieser Verbindungsstelle keine Stahlschmelze austritt.

Bei dieser bisherigen Vorrichtung wird jedoch die durch die verschiedenen Ultraschall-Vibratoren auf die Kokille übertragene Schwingung zu einer Quermembranschwingung (transverse vibration of membrane), weil die verschiedenen Vibratoren an den Seitenwandaußenflächen in vorbestimmten Abständen längs mehrerer, in Kokillen-Längsrichtung verlaufender gerader Linien, die ebenfalls vorbestimmte gegenseitige Abstände besitzen, angeordnet sind. Infolgedessen beeinflussen sich die in der Kokille erzeugte Schwingungs-

130039/0952

welle und die durch die einzelnen Vibratoren erzeugte Schwingung in Breiten- oder Querrichtung der Kokille gegenseitig, so daß die Schwingungswellen kompensiert oder gedämpft werden. Diese bisherige Rüttelvorrichtung ist daher insofern problematisch, als die durch die Ultraschall-Vibratoren gewährleistete Schwingungsleistung an der Kokille entsprechend stark verringert ist.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Stranggießkokille, die in einer Stranggießmaschine mit hoher Leistung bzw. hohem Wirkungsgrad in Schwingung versetzbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Stranggießkokille mit mehreren an der Außenfläche jeder ihrer Seitenwände längs mehrerer gerader, in Kokillen-Längsrichtung verlaufender und in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordneter Linien vorgesehenen, ihrerseits in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordneten TJltraschall-Vibratoren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Seitenwände der Kokille jeweils in mehrere Abschnitte unterteilt sind, die den geraden Linien entsprechen, auf denen die Ultraschall-Vibratoren an den Seitenwandaußenflachen angebracht sind.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Längsschnittansicht zur Veranschaulichung eines Beispiels für eine bisherige Büttel- oder Schwingungsvorrichtung einer Stranggießkokille,

Fig. 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Querschnitt durch den Kokillenteil der Vorrichtung nach Fig. 1 und

130039/0952

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung einer Stranggießkokille mit Merkmalen nach der Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 sind eingangs bereits erläutert worden.

Erfindungsgemäß durchgeführte Untersuchungen mit dem Ziel der Lösung der eingangs geschilderten Probleme beim Stand der Technik führten zur Entwicklung der im folgenden anhand von Fig. 3 erläuterten Stranggießkokille gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 3 dargestellte Kokille 3 wird von einem an ihrer Außenumfangsfläche angeordneten Kokillen-Eahmen oder -Gerüst 6 getragen. An den Außenflächen der Seitenwände der Kokille 3 sind auf mehreren, auf vorbestimmte Abstände verteilten, axial zur Kokille 3 verlaufenden geraden Linien mehrere Ultraschall-Vibratoren 4- in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordnet.

Jede Seitenwand der Kokille 3 ist in mehrere, den genannten geraden Linien entsprechende Abschnitte unterteilt, die voneinander getrennte Wandteile 3a - 31 bilden und an denen jeweils mehrere Ultraschall-Vibratoren 4· auf jeweils einer der genannten geraden Linien in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordnet sind. Anden Wandteilen 3a 31 sind VorSprünge oder Fortsätze 3a' - 31' zur Anbringung der Vibratoren 4 angeformt, wobei diese Fortsätze jedoch nicht unbedingt erforderlich sind. Die Wandteile werden einzeln vom Kokillen-Gerüst 6 getragen, und der Spalt zwischen benachbarten Wandteilen besitzt zur Verhinderung eines Austritts von Stahlschmelze nur eine Größe von z.B. 0,5 mm. In jedem Wandteil ist mindestens ein Kühlwasserdurchgang 7 vorgesehen.

130039/0952

Die beschriebene Kokille gemäß der Erfindung ist also aus einer Anzahl voneinander getrennter Wandteile zusammengesetzt, die jeweils den Linien entsprechen, längs welcher die Ultraschall-Vibratoren montiert sind. Die durch diese Vibratoren erzeugten Schwingungswellen können sich somit in Querrichtung der Kokille nicht gegenseitig stören oder beeinflussen. Auf diese Weise wird die von den Vibratoren auf die Kokille übertragene Schwingungsleistung erheblich verbessert, so daß die Kokille mit hoher Leistung in Axialrichtung in Schwingung versetzt werden kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die verschiedenen Ultraschall-Vibratoren auf jeder Breitseite der Kokille in jeweils vier geraden Linien bzw. Reihen und an ihren Schmalseiten in jeweils zwei geraden Reihen mit vorbestimmten gegenseitigen (Axial-)Abständen angeordnet. Die Breitseiten der Kokille sind somit in je vier Abschnitte und ihre Schmalseiten in je zwei Abschnitte unterteilt, wobei jedoch die Zahl der Ultraschall-Vibratorreihen und der Kokillenabschnitte von Größe und Form der Kokille abhängt. Es ist auch nicht immer nötig, die Kokillen-Seitenwände gemäß Fig. 3 in vollständig voneinander getrennte Abschnitte zu unterteilen, vielmehr können die Wandteile so ausgebildet werden, daß mehrere Abschnitte miteinander verbunden, jedoch durch einen schmalen Schlitz begrenzt sind.

Die beschriebene Kokille ist sowohl für eine Vertikal- als auch für eine Horizontalstranggießmaschine verwendbar, wobei die Kokille jeweils mit hoher Leistung in Axialrichtung in Schwingung versetzbar ist.

Da die erfindungsgemäße Stranggießkokille durch die an ihren Seitenwandaußenflächen in mehreren Axialreihen auf vorbestimmte Abstände verteilten Ultraschall-Vibratoren mit hoher Leistung in Axialrichtung in Schwingung versetzbar

130039/0952

ist, wird ein Festhaften (seizure) eines Gußstrangs an der Kokilleninnenfläche verhindert. Bei Verwendung der Kokille bei einer Horizontalstranggießmaschine kann die Kokille in einem Zustand, in welchem eine sichere Abdichtung an der Verbindungsstelle zwischen ihr und dem Zwischenbehälter erhalten bleibt, mit hoher Leistung in Axialschwingung versetzt werden. Die Erfindung bietet somit zahlreiche industrielle Nutzeffekte.

130039/0952

-40-,

Leerseite

Claims

Patentanspruch

Stranggießkokille mit mehreren an der Außenfläche jeder ihrer Seitenwände längs mehrerer gerader, in Kokillen-Längsrichtung verlaufender und in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordneter Linien vorgesehenen, ihrerseits in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordneten Ultraschall-Vibratoren, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Seitenwände der Kokille (3) jeweils in mehrere Abschnitte (3a - Jl) unterteilt sind, die den geraden Linien entsprechen, auf denen die Ultraschall-Vibratoren (4) an den oeitenwandaußenflachen angebracht sind.

13 0039/0952