DE3526736A1 - Stranggiesskokille zum kontinuierlichen giessen von metall - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metall, insbesondere Stahl, bestehend aus in einem Rahmen gehaltenen und verspannten sowie gekühlten metallischen Kokillenplatten, die im verspannten Zustand den Formhohlraum bilden.

Derartige Stranggießkokillen für den Einsatz bei Senkrecht- und Kreisbogenanlagen zum Gießen von Vorblock- und Brammenformaten sind seit langem bekannt (DE-OS 15 08 902, DE-AS 19 39 777 u. a.) und mit Erfolg im Einsatz. Die Kokillenplatten weisen vielfach auf ihrer dem Formhohlraum abgekehrten ebenen Seite längsverlaufende Kühlschlitze auf, sie können aber auch mit Kühlbohrungen versehen sein, die in Richtung des durchlaufenden Stranges die Kokillenplatten durchsetzen. Insbesondere in Brammenanlagen wird den Kokillenplatten mit Kühlschlitzen bzw. Wasserkammern an der rückwärtigen Seite wegen der besseren Kühlverhältnisse der Vorzug gegeben.

Nun sind aber auch Stranggießkokillen im Markt, deren sowohl dem Formhohlraum als auch die dem Rahmen zugekehrte Seite im Sinne der gewünschten Kreisbogenform des Gußstranges gekrümmt ist. Eine intensive Kühlung durch an der Außenfläche angebrachte Kühlschlitze z. B. ist wegen der auch in diesem Bereich gekrümmten Fläche schwierig herzustellen, weshalb die Kühlung solcher Platten auch durch im Platteninnern befindliche und in Richtung des Gußstranges verlaufende sowie ebenfalls gekrümmte und vom Kühlwasser durchströmte Kühlbohrungen erfolgt. Abgesehen davon, daß die Kühlung zu wünschen übrig läßt, und auch die Maßgenauigkeit und Maßhaltigkeit nicht immer den laufend steigenden Anforderungen genügt, setzt der Einsatz solcher Kokillenplatten immer entsprechend vorgeformte Rahmen zur Herstellung des z. B. aus Längs- und Querplatten bestehenden Kokilleneinsatzes voraus.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, Kokilleneinsätze für beliebige Rahmenausführungen einsatzfähig zu gestalten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kokillenplatten alle oder zum Teil aus jeweils zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten bestehen, von denen die eine mit ihrer der zweiten Platte abgekehrten Fläche mit den Formhohlraum und die andere mit ihrer der ersten Platte abgekehrten Fläche die Verbindung zum Rahmen bildet.

Eine solche Ausführung läßt die universelle Anpassung der Kokilleneinsätze an beliebige Rahmenausführungen zu. So können bei ebener Außenfläche der dem Rahmen zugekehrten Einzelplatte diese Einsätze in die übliche Rahmenkonstruktion eingefügt werden, im Falle von Einzelplatten mit gekrümmten Außenflächen sind gemäß der Erfindung ausgebildete Kokillenplatten für solche Rahmenkonstruktionen sofort einsatzfähig, deren Aufnahmen entsprechend der den Formhohlraum bildenden Kokillenflächen kreisbogenförmig ausgebildet sind.

Neben einer solchen universellen Einsatzmöglichkeit zweiteiliger Kokillenplatten ergeben sich noch weitere Vorteile dadurch, daß durch die beliebige Ausgestaltung der dem Rahmen zugekehrten Einzelplatte die Kühlbohrungen, die Kühlkanäle und/oder die Wasserzuführung geändert, z. B. zur Verbesserung der Kühlwirkung, im Querschnitt vergrößert werden können. Eine gleichzeitige Änderung oder ein Austausch der den Formhohlraum bildenden Einzelplatte ist nicht erforderlich.

Darüber hinaus läßt es die Erfindung zu, auch bei nicht verstellbaren Kokillen durch Änderung der Abmessung der dem Rahmen zugekehrten Einzelplatte Formatänderungen des Gießstranges herbeizuführen. Letzteres gilt für den einzelnen Gußstrang, z. B. einer Brammanlage ebenso wie für den sog. Zwillingsguß mit zwei parallel ausgezogenen Gußsträngen.

Von besonderem Vorteil ist es ferner, wenn in Weiterführung der Erfindung die formgebenden Innenflächen der dem Formhohlraum zugekehrten Einzelplatten eben und/oder konkav/konvex gekrümmt sind. Auf diese Weise ist eine Anpassung an die heute gebräuchlichen Kokillenkonstruktionen erreicht.

Wie bereits angedeutet, ergeben sich durch die Erfindung besondere Vorteile dann, wenn beide der einander abgekehrten Flächen der aneinander stoßenden Einzelplatten gekrümmt sind. Diese Kokillenplatten können dann im Handel befindliche Konstruktionen ersetzen, bei denen in eine einstückige gerade Kokillenplatte die Kühlbohrungen eingebracht und die Platte anschließend insgesamt gebogen wird. Hierbei läßt insbesondere die Kühlung der Platte zu wünschen übrig.

Bei rechteckförmigen Gußformaten bestehen die Kokilleneinsätze aus sog. Längs- und Querplatten, wobei bei den Verstellkokillen die Querplatten zur Änderung des Gußformats in Richtung der Längsplatten verschiebbar angeordnet sind. Auch hier findet die Erfindung eine vorteilhafte Anwendung, wenn z. B. die Längs- und/oder Querplatten aus jeweils zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten bestehen.

Die Aufteilung der Kokillenplatten in zwei Einzelplatten erlaubt neben der Variation der äußeren Abmessungen und Formen vor allem auch beliebige Werkstoffkombinationen. Die Voraussetzung für optimale Gußqualitäten ist damit sichergestellt. So können in Weiterführung der Erfindung die Einzelplatten jeweils aus den gleichen Kupferwerkstoffen bestehen, die beiden Einzelplatten können aber auch aus Kupferwerkstoffen unterschiedlicher Legierungszusammensetzung hergestellt sein, je nach dem, welche Eigenschaften von der den Formhohlraum bildenden Einzelplatte und welche von der dem Rahmen zugekehrten Einzelplatte verlangt werden.

In diesem Zusammenhang kann es mitunter vorteilhaft sein, wenn die Einzelplatten aus völlig unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. So kann die dem Stahlrahmen zugekehrte Einzelplatte aus Festigkeitsgründen ebenfalls aus Stahl hergestellt sein, während die den Formhohlraum bildende Einzelplatte z. B. aus einer ausgehärteten Cu-Legierung besteht, um optimale Kühlvoraussetzungen für den Gußstrang zu schaffen.

Die Zweiteiligkeit der Kokillenplatte nach der Erfindung schafft gegenüber der erwähnten gebogenen einteiligen Platte mit Kühlbohrungen verbesserte Kühlverhältnisse, wenn nach der Erfindung die Einzelplatten im Bereich ihrer gegeneinander gerichteten ebenen Flächen Kühlkanäle und/oder Wasserkammern aufweisen. Diese Kühlkanäle oder -kammern sind aber auch wesentlich einfacher und daher kostengünstiger herstellbar, ganz abgesehen von der übersichtlicheren Kontrolle bei Störungen im Kühlmittelkreislauf und vereinfachten Montage.

Die Montage der Einzelplatten kann getrennt erfolgen oder wird im übrigen dadurch vereinfacht, daß, wie in Weiterführung der Erfindung auch vorgesehen, die Verspannung der Platten untereinander sowie im Rahmen mittels durch die dem Rahmen zugekehrte Platte hindurchgeführte und in der dem Formhohlraum zugekehrten Einzelplatte verschraubte Spann-/Dehnbolzen erfolgt.

Die Trennfläche der beiden Einzelplatten ist, insbesondere wenn, wie es die Regel ist, die Kühlkanäle oder Wasserkammern zur Trennfläche hin offen sind, nach außen abgedichtet. Hierfür können an sich bekannte Mittel, z. B. O-Ringe, verwendet werden, man kann aber auch die zur Trennfläche hin offenen Kühlkanäle und/oder Wasserkammern in der den Formhohlraum bildenden Einzelplatte durch eine Kupferfolie abdecken, die sich über die gesamte Plattenfläche erstreckt. Diese gleichzeitig als Abdeckung der Kühlkanäle und/oder Wasserkammern und zur Abdichtung nach Außen dienende Folie wird man vor allem dann mit Vorteil verwenden, wenn die Einzelplatten aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Stahl und Kupfer, bestehen. Die Gefahr von Korrosionserscheinungen im Frenzflächenbereich bei Anwesenheit von Kühlwasser ist damit vermieden.

Die Erfindung sei an Hand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Die Fig. 1 beschreibt eine heute übliche Plattenkonstruktion, während in der Fig. 2 eine demgegenüber entsprechend der Erfindung geändert Kokillenplatte für Stranggußmaschinen dargestellt ist.

Die Fig. 3 erläutert eine weitere Anwendungsmöglichkeit einer Kokillenplatte nach der Fig. 2 im Rahmen der Erfindung.

Schematisch angedeutet ist in der Fig. 1 ein Querschnitt durch eine Kokillenplatte 1 für Brammenkokillen mit anschließendem Stahlrahmen 3, wie sie heute auch im Markt angeboten werden. Die dem Formhohlraum F zugekehrte Fläche 2 der Kokillenplatte 1 ist entsprechend der gewünschten Kreisbogenform des Gußstranges gekrümmt, gekrümmt ist aber auch die dem Stahlrahmen 3zugekehrte Plattenfläche 4. Diese gleichzeitige Krümmung der Flächen 2 und 4 ist vom Grunde herstellungsbedingt, da nach Herstellung der Kühlbohrung 5 in die noch gerade Platte 1 diese anschließend gebogen wird. Entsprechend der gebogenen oder gekrümmten Fläche 4 der Kokillenplatte 1 ist es notwendig, auch deren Auflage im Stahlrahmen 3 gekrümmt auszuführen, die Befestigung dort erfolgt über die Dehnschrauben 6. Abgesehen von dem erheblichen maschinellen Mehraufwand bei der Herstellung, können von der Kokillenplatte 1 abweichende Plattenformen, z. B. mit verbesserten Kühleigenschaften, nicht verwendet werden.

Um hier einen Ausweg zu finden, sieht die Erfindung entsprechend Fig. 2 vor, daß die Kokillenplatte 7 aus den beiden Einzelplatten 8 und 9 besteht, die mit Ihren jeweils ebenen Flächen in der Trennebene 10 zusammengefügt sind. Die Krümmung der dem Formhohlraum F zugekehrten Fläche 11 entspricht z. B. der der Fläche 2 nach Fig. 1, ebenso seien die Krümmungen der Flächen 4 und 12 identisch. Der Stahlrahmen ist in beiden Fällen der gleiche, er ist deshalb wiederum mit 3 bezeichnet. Statt der Kühlbohrungen entsprechend Fig. 1 sind bei der Ausführungsform der Erfindung von den ebenen Flächen der Einzelplatten 8 und 9 her in diese offene Kühlschlitze 13 und Wasserkammern 14 mechanisch, beispielsweise durch Fräsen eingearbeitet, ihre Querschnitte und Querschnittsformen können leicht den Bedürfnissen angepaßt werden. Die den Formhohlraum bildende Fläche 11 kann in einem von der Ausbildung der Kühlschlitze 13 und/oder Wasserkammern 14 völlig unabhängigen Arbeitsschritt gestaltet und vor allem mit der gewünschten Krümmung versehen werden. Umgekehrt sind bei der Bearbeitung der Fläche 11 nicht, wie bei der bekannten Ausführung nach der Fig. 1, negative Folgen für die Kühlung, etwa durch Verformen der Kühlbohrung 5 beim Biegeprozess, zu erwarten.

Zusammengehalten und im Rahmen 3 verspannt werden die Einzelplatten 8 und 9 durch die schematisch dargestellten Dehnschrauben 15, die durch den Rahmen 3 und die Einzelplatte 9 hindurchgeführt sind und in Sacklöchern in der Einzelplatte 8 enden. Dichtungen 16, etwa in Form von O-Ringen, dichten die Trennflächen nach Außen ab.

Die Einzelplatten müssen nach der Erfindung nicht nur die in der Fig. 2 dargestellte Form aufweisen, d. h. Rahmenauflage und angrenzende Fläche 12 der Einzelplatte 9 müssen nicht immer gekrümmt sein. So kann selbstverständlich auch eine heute übliche Kokillenplatte mit gekrümmter Fläche für den Gußstrang und ebener Fläche zur Anlage am ebenfalls ebenen Stahlrahmen im Sinne der Erfindung ausgebildet sein. Entscheidend ist die Zweiteiligkeit der Kokillenplatte, die der Erfindung ein weites Anwendungsfeld gibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel in diesem Zusammenhang ist der durch die Erfindung mögliche Umbau einer Langlochkühlung auf eine Schlitzkühlung an Kokillenplatten oder die Änderung des Gußformats bei Brammenanlagen mit nicht verstellbaren Kokillen. Es kann sich hierbei um einen Einfachguß handeln, oder, wie in der Fig. 3 als weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, um einen sog. Zwillingsguß.

Im Rahmen 17 sind die eigentlichen Kokillenplatten 18 und 19 gehalten und dort auf üblichem Wege verspannt. Werden kleinere Gußformate gewünscht, können die den Formhohlraum bildenden Kokillenplatten 18 und 19 weiter verwendet werden, darüberhinaus werden aber weitere Einzelplatten 20 zwischen Kokillenplatten 19 und Stahlrahmen 17 eingefügt. Damit bilden die nunmehr kombinierten Platten 19 und 20 die eigentlichen Kokillenplatten, die bezüglich ihrer Befestigung im Rahmen, hinsichtlich ihrer Kühlung usw. etwa nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 ausgebildet sein können oder auch mit gerader ebener Trennfläche zwischen Stahlrahmen und angrenzender erster Kokillen-Einzelplatte.

Die Erfindung ist selbstverständlich auf die Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 nicht beschränkt. So zeigt die Fig. 4 eine weitere Ausführungsform, bei der die Längsplatten 23 im wesentlichen gewölbt und die Querplatten 22 eben ausgebildet sind. Auch in diesem Falle sind entsprechend der Erfindung die Längs- und/oder Querplatten aus zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten aufgebaut. Der formgebende Kokillenquerschnitt kann aber auch T-, Doppel-T-, U- oder L-förmig ausgebildet sein, wobei auch hier die Zweiteiligkeit der Kokillenplatten wesentlich ist.

Claims (12)

1. Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metall, insbesondere Stahl, bestehend aus in einem Rahmen gehaltenen und verspannten sowie gekühlten metallischen Kokillenplatten, die im verspannten Zustand den Formhohlraum bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenplatten alle oder zum Teil aus jeweils zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten bestehen, von denen die eine mit ihrer der zweiten Platte abgekehrten Fläche mit den Formhohlraum und die andere mit ihrer der ersten Platte abgekehrten Fläche die Verbindung zum Rahmen bildet.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formgebenden Innenflächen der dem Formhohlraum zugekehrten Einzelplatten eben und/oder konkav/konvex gekrümmt sind.

3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide der einander abgekehrten Flächen der aneinanderstoßenden Einzelplatten gekrümmt sind.

4. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder einem der folgenden mit Längs- und Querplatten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Längsplatten aus jeweils zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten bestehen.

5. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelplatten jeweils aus den gleichen Kupferwerkstoffen bestehen.

6. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelplatten aus Kupferwerkstoffen unterschiedlicher Legierungszusammensetzung bestehen.

7. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelplatten aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.

8. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelplatten im Bereich ihrer gegeneinander gerichteten ebenen Flächen Kühlkanäle und/oder Wasserkammern aufweisen.

9. Stranggießkokillen nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung der Platten untereinander und im Rahmen mittels durch die dem Rahmen zugekehrte Platte hindurchgeführte und in der dem Formhohlraum zugekehrten Einzelplatte verschraubte Spann-/Dehnbolzen erfolgt.

10. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfläche der beiden Einzelplatten nach Außen abgedichtet ist.

11. Stranggießkokille nach Anspruch 1, mit Einzelplatten aus unterschiedlichen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Trennfläche hin offenen Kühlkanäle und/oder Wasserkammern in der den Formhohlraum bildenden Einzelplatte durch eine Kupferfolie abgedeckt sind, die sich über die gesamte Plattenfläche erstreckt.

12. Stranggießkokille nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferfolie gleichzeitig die Abdichtung zwischen den Einzelplatten übernimmt.