DE3907351A1 - Mould with pouring-in funnel - Google Patents

Mould with pouring-in funnel

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Abstract

It is known that the change in shape, required in each case, of the strand shell of a cast strand in the pouring-in funnel of a mould is not evenly distributed from the start of solidification until the cast metal strand leaves the mould, especially a short distance below the surface of the metal bath. This leads not only to the formation of cavities into which liquid slag can penetrate, leading to unevenly intense cooling of the strand shell and resulting in depressions and cracks, but also causes signs of separation of the strand shell from the mould wall. According to the invention, however, these disadvantages are avoided in that the contour (9) of the inner wall of the pouring-in funnel (2) is constructed in the strand flow direction such that its radii (R1, R2), becoming gradually larger in the strand flow direction, merge into the contour (9') of the inner wall of the mould (1). As a result of this construction of the pouring-in funnel according to the invention, the manufacture of metal strands with homogeneous, defect-free surface condition of high quality is made possible. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kokille, insbesondere eine Vorband- Brammenkokille, mit Eingießtrichter für Metallschmelze in die Kokille.The invention relates to a mold, in particular a support slab mold, with Pouring funnel for molten metal into the mold.

Bekanntlich ist die jeweils erforderliche Formänderung der Strangschale eines Gießstranges im Eingießtrichter der Kokille auf dem Weg vom Beginn der Erstarrung bis zum Austritt des Metallgießstranges aus der Kokille, insbesondere kurz unterhalb des Metallbadspiegels, nicht gleichmäßig verteilt. Dadurch kann es zu Störungen bei der Erstarrung der Strangschale des Gießstranges kommen. Voraussetzung für eine gleichmäßige Erstarrung der Strangschale des Gießstranges in der Kokille ist eine gleichmäßige Anlage der Strangschale an der Kokillenwandung (z.B. Kupfer), und zwar über die gesamte Länge und Breite im Eingießtrichter. Damit verbunden ist auch eine gleichmäßige Wärmeabfuhr und Verhinderung von Ablöseerscheinungen der Strangschale von der Kokillenwandung bzw. des Eingießtrichters. Wird nämlich ein Ablösen der Strangschale nicht verhindert, so können ungleich dicke Strangschalenstücke entstehen, die durch ungleichmäßige Anlage an der Kühlfläche zur Bildung von Hohlräumen führen, in die flüssige Schlacke eindringen kann, die nicht nur in diesen Bereichen zu ungleichmäßig starken Abkühlungen der Strangschale führen, sondern auch Depressionen und Risse zur Folge haben. Ein Ablösen der Strangschale von der Wandung des Eingießtrichters wird nur dann verhindert, wenn das Strecken- oder Plattenmoment aus dem ferrostatischen Druck an jeder Stelle der Strangschale größer ist als das Kollektiv der Strecken- und Plattenmomente aus dem thermischen Einfluß (Strangschalen-Temperaturdifferenz) und dem Strecken- und Plattenmoment der jeweils erforderlichen Verformung des Metallgießstranges. Diese Bedingungen werden am ehesten und am sichersten dann erreicht, wenn große Strecken- und Plattenabschnitte vom ferrostatischen Druck belastet sind, und zwar bei gleichzeitig kleinsten Verformungswegen. Darüber hinaus muß zusätzlich noch gesichert sein, daß die sich einstellende permanente Verformung des Metallgießstranges bestimmte Grenzdehnwerte im Bereich der Fest-Flüssig-Phase nicht überschreitet. Dies wird bei einer Verteilung der Gesamtverformung des Metallgießstranges auf lange Streckenabschnitte eher erreicht, als wenn die Verformung des Metallgießstranges nur in kurzen Streckenabschnitten erfolgt.It is known that the required shape change is required the strand shell of a casting strand in the pouring funnel the mold on the way from the beginning of solidification to for the exit of the metal casting strand from the mold, especially just below the metal bath level, not evenly distributed. This can cause it to Disturbances in the solidification of the strand shell of the Cast strand come. Prerequisite for one uniform solidification of the strand shell of the Casting strand in the mold is an even one Position the strand shell on the mold wall (e.g. Copper), over the entire length and width in Pouring funnel. This is also connected even heat dissipation and prevention of Detachment of the strand shell from the Mold wall or pouring funnel. Becomes namely does not prevent detachment of the strand shell, so can be strand pieces of unequal thickness  arise due to uneven contact with the Cooling surface lead to the formation of cavities in the liquid slag can penetrate, which is not only in these areas to unevenly strong cooling of the strand shell, but also depression and Result in cracks. A detachment of the strand shell only then from the wall of the pouring funnel prevented when the track or plate torque is off the ferrostatic pressure at every point of the Strand shell is larger than the collective of Line and plate moments from the thermal Influence (strand shell temperature difference) and the Line and plate torque of the respectively required Deformation of the metal casting. These conditions are most likely and most surely to be achieved when large sections of track and slabs from ferrostatic pressure, namely at at the same time the smallest deformation paths. About that In addition, it must also be ensured that the permanent deformation of the Metal casting strand certain limit expansion values in the range the solid-liquid phase does not exceed. this will with a distribution of the total deformation of the Metal casting strand on long sections rather achieved as if the deformation of the Metal casting strand only in short sections he follows.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, den Eingießtrichter einer Kokille so auszubilden, daß die Verformung des Metallgießstranges auf eine größtmögliche Streckenlänge verteilt und Depressionen sowie Rißbildungen in der Strangschale des Metallgießstranges vermieden werden.The object of the invention is therefore that Form the pouring funnel of a mold so that the Deformation of the metal casting strand on a spread the greatest possible route length and depression  as well as cracks in the strand shell of the Metal casting strand can be avoided.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters in Strangdurchlaufrichtung so ausgebildet ist, daß ihre Radien in Strangdurchlaufrichtung allmählich größer werdend, in die Kontur der Innenwandung der Kokille übergehen. Durch diese Ausbildung der Innenwandung des Eingießtrichters wird erreicht, daß sich bei der Verformung des Metallgießstranges auch die Strangschale im Radiusbereich so mitverformen kann, daß dabei bestimmte Grenzdehnwerte nicht überschritten und dadurch Depressionen sowie Rißbildungen vermieden werden. Dies ermöglicht die Herstellung von Metallsträngen mit homogener, fehlerfreier Oberflächenbeschaffenheit hoher Qualität.This object is achieved in that the contour of the Inner wall of the pouring funnel in Strand passage direction is designed so that its Radii gradually increasing in the direction of passage becoming, in the contour of the inner wall of the mold pass over. Through this design of the inner wall of the Pouring funnel is achieved in that the Deformation of the metal casting strand also Can also deform the shell in the radius area, that certain limit elongation values are not exceeded thus avoiding depression and cracking will. This enables the production of Metal strands with homogeneous, flawless High quality surface finish.

Um die Verformung des Metallgießstranges auf eine größtmögliche Streckenlänge zu verteilen und Depressionen sowie Rißbildungen in der Strangschale des Metallgießstranges zu vermeiden, ist in weiterer Ausgestaltung gemäß der Erfindung die Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters so ausgebildet, daß ihre Radien in Strangdurchlaufrichtung mit gleichem Faktor zunehmen.To the deformation of the metal casting strand on a distribute the greatest possible route length and Depression and crack formation in the strand shell Avoiding the metal casting strand is another Design according to the invention the contour of Inner wall of the pouring funnel so designed that their radii in the same direction as the strand Factor increase.

Eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Formänderung der Strangschale des Gießstranges im Eingießtrichter der Kokille auf dem Weg vom Beginn der Erstarrung bis zum Austritt des Metallgießstranges aus der Kokille kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung auch dadurch erreicht werden, daß die Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters so ausgebildet ist, daß ihre Radien in Strangdurchlaufrichtung mit ungleichem Faktor zunehmen.An even distribution of the Change in shape of the strand shell of the casting strand in Pouring funnel of the mold on the way from the beginning of the Solidification until the metal casting strand emerges the mold can be more advantageous  Embodiment of the invention also achieved thereby be that the contour of the inner wall of the Pouring funnel is designed so that its radii in the strand passage direction with an unequal factor increase.

Weitere Varianten und vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten gemäß der Erfindung werden nachfolgend anhand von in Zeichnungsfiguren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.Other variants and advantageous Design options according to the invention subsequently based on in drawing figures schematically illustrated embodiments explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Kokille mit Eingießtrichter gemäß der Erfindung in Draufsicht, Fig. 1 a mold with pouring funnel according to the invention in top view,

Fig. 2 einen Verlauf der Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters mit den Verlauf bildenden Radien nach Fig. 1, Fig. 2 shows a course of the contour of the inner wall of the Eingießtrichters with the course of forming radii as shown in FIG. 1,

Fig. 3 eine weitere Variante des Verlaufs der Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters mit den Verlauf bildenden Radien, Fig. 3 shows a further variant of the course of the contour of the inner wall of the Eingießtrichters with the course of forming radii,

Fig. 4 eine Kokille mit Eingießtrichter gemäß der Erfindung in Draufsicht mit optimalem Verlauf der Kontur der Innenwandung und mit den Verlauf bildenden Radien, Fig. 4 is a mold with pouring funnel according to the invention in plan view with an optimal course of the contour of the inner wall and the course forming radii,

Fig. 5 eine Kokille mit Eingießtricher gemäß der Erfindung im Längsschnitt. Fig. 5 is a mold with pouring funnel according to the invention in longitudinal section.

In Fig. 1 ist eine Kokille (1) mit Eingießtrichter (2) in Draufsicht dargestellt, dessen Kontur (3) der Innenwandung einen nicht idealisierten eckigen Verlauf zwischen den Wandpunkten (A, B, C, D) aufweist. Fig. 2 zeigt den idealisierten Verlauf der Kontur (3′) der Innenwandung des Eingießtrichters (2) gemäß der Erfindung im Teilabschnitt (A-B) nach Fig. 1, wobei die die Kontur (3′) der Innenwandung bildenden Radien (R 1, R 2) jeweils von einer senkrechten Linie (4, 5) ausgehend so ausgelegt sind, daß sie sich im Punkt (E) tangential berühren. Durch diesen idealisierten Verlauf der Kontur (3′) der die Innenwandung des Eingießtrichters (2) wird sehr vorteilhaft vermieden, daß sich zwischen der Kokille (1) bzw. des Eingießtrichters (2) und der Strangschale des Metallgießstranges Hohlräume bilden, die zu Ablösungen der Strangschale von der Kokillenwandung und damit zu Oberflächenfehlern am Metallgießstrang führen können.In Fig. 1 a mold ( 1 ) with pouring funnel ( 2 ) is shown in plan view, the contour ( 3 ) of the inner wall has a non-idealized angular course between the wall points ( A , B , C , D ). Fig. 2 shows the idealized course of the contour ( 3 ') of the inner wall of the pouring funnel ( 2 ) according to the invention in the subsection (AB) of Fig. 1, wherein the contour ( 3 ') of the inner wall forming radii ( R 1 , R 2 ) are each designed starting from a vertical line ( 4, 5 ) so that they touch tangentially at point ( E ). This idealized course of the contour ( 3 ') of the inner wall of the pouring funnel ( 2 ) very advantageously prevents the formation of cavities between the mold ( 1 ) or the pouring funnel ( 2 ) and the strand shell of the metal casting strand, which detach the Strand shell from the mold wall and thus lead to surface defects on the metal casting strand.

Fig. 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verlaufs der Kontur (6) der Innenwandung eines Eingießtrichters für die Metallschmelze in die Kokille. Hierbei ist die Kontur (6) der Innenwandung des Eingießtrichters (2) so ausgelegt, daß ihre Radien (R 1, R 2) im Bereich des Berührungspunktes (F) eine Gerade bilden und symmetrisch in den Ecken (G, H) liegen. Die senkrechten Linien (7, 8) stellen die Begrenzungen dar. Fig. 3 shows a further advantageous embodiment of the course of the contour ( 6 ) of the inner wall of a pouring funnel for the molten metal into the mold. The contour ( 6 ) of the inner wall of the pouring funnel ( 2 ) is designed so that its radii ( R 1 , R 2 ) form a straight line in the area of the contact point ( F ) and lie symmetrically in the corners ( G , H ). The vertical lines ( 7, 8 ) represent the limits.

In Fig. 4 ist eine optimale Form des gesamten von den Radien (R 1, R 2) gebildeten Verlaufes der Kontur (9) der Innenwandung eines Eingießtrichters (2) dargestellt, wobei die Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichtung größer werdend, in die Kontur (9′) der Innenwandung der Kokille (1) übergehen. FIG. 4 shows an optimal shape of the entire course of the contour ( 9 ) of the inner wall of a pouring funnel ( 2 ) formed by the radii ( R 1 , R 2 ), the radii ( R 1 , R 2 ) becoming larger in the direction of passage of the strand , pass into the contour ( 9 ') of the inner wall of the mold ( 1 ).

Der jeweilige Radius (R 1) wird hierbei durch eine Biegekurve (K) - nach Maßgabe eines einseitig eingespannten Trägers mit Streckenlast - ersetzt. Durch diese Ausbildung des Verlaufes der Kontur (9) der Innenwandung des Eingießtrichters wird eine besonders gleichmäßige Verformung des Metallgießstranges auf eine größtmögliche Streckenlänge erreicht.The respective radius (R 1) is in this case by a bending curve (K) - in accordance with a cantilevered support with line load - replaced. This configuration of the contour of the contour ( 9 ) of the inner wall of the pouring funnel achieves a particularly uniform deformation of the metal casting strand over the greatest possible length.

Bei der in Fig. 5 im Längsschnitt dargestellten Kokille (10) mit Eingießtrichter (11) sind im Eingießtrichter (11) die Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters (11) bildenden Radien durch horizontal verlaufende, gestrichelte Linien (12, 13, 14, 15, 16) angedeutet. Die Kontur der Innenwandung (17) des Eingießtrichters (11) ist in Strangdurchlaufrichtung (18) so ausgebildet, daß die Radien allmählich größer werdend, in die Kontur der Innenwandung (19) der Kokille (10) übergehen. Hierdurch wird erreicht, daß das Strecken- oder Plattenmoment aus dem ferrostatischen Druck (20) an jeder Stelle der Strangschale (11) größer ist als das Kollektiv der Strecken- und Plattenmomente aus dem thermischen Einfluß und dem Strecken- und Plattenmoment der jeweils erforderlichen Verformung des Metallgießstranges. Es werden daher große Strecken- oder Plattenabschnitte vom ferrostatischen Druck (20) belastet, und zwar bei kleinsten Verformungswegen. Dies führt weiterhin nicht nur zu einer gleichmäßigen Verteilung der jeweils erforderlichen Formänderung der Strangschale des Gießstranges im Eingießtrichter (11) der Kokille (10), sondern auch zu einer gleichmäßigen Verteilung der Gesamtverformung des Metallgießstranges auf lange Streckenabschnitte, und zwar vom Beginn der Erstarrung bis zum Austritt (21) des Metallgießstranges aus der Kokille (10). Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Eingießtrichters (11) wird somit sehr vorteilhaft erreicht, daß sich bei der Verformung des Metallgießstranges auch die Strangschale des Gießstranges so mit verformen kann, daß dabei unzulässig hohe Grenzdehnwerte nicht überschritten und dadurch Depressionen sowie Rißbildungen etc. in der Strangschale mit Sicherheit vermieden werden. Dabei kann die Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters (11) gegebenenfalls auch so ausgebildet sein, daß ihre Radien in Strangdurchlaufrichtung (18) mit gleichem oder auch ungleichem Faktor zunehmen. Allerdings muß bei der Ausbildung der Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters darauf geachtet werden, daß die Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichtung jeweils nur soviel größer werden bzw. um ein solches Maß vergrößert werden, daß eine geometrische und zeitlich homogene Verformung der Strangschale des Metallgießstranges im Eingießtrichter (11) gewährleistet ist. Durch die Einhaltung aller dieser Maßnahmen gemäß der Erfindung wird die Herstellung von Metallsträngen in einer Kokille mit Eingießtrichter, insbesondere in einer Vorbandkokille, mit homogener, fehlerfreier Oberflächenbeschaffenheit hoher Qualität gewährleistet.When in Fig. 5 the mold illustrated in the longitudinal section (10) with pouring funnel (11) in the pouring funnel (11) the contour of the inner wall of the Eingießtrichters (11) forming radii by horizontal, dashed lines (12, 13, 14, 15, 16 ) indicated. The contour of the inner wall ( 17 ) of the pouring funnel ( 11 ) is designed in the strand passage direction ( 18 ) in such a way that the radii gradually become larger, pass into the contour of the inner wall ( 19 ) of the mold ( 10 ). This ensures that the stretch or plate torque from the ferrostatic pressure ( 20 ) at each point of the strand shell ( 11 ) is greater than the collective of the stretch and plate moments from the thermal influence and the stretch and plate torque of the required deformation of the Metal casting strand. Large sections of the track or plate are therefore loaded by the ferrostatic pressure ( 20 ), with the smallest deformation paths. This not only leads to a uniform distribution of the required change in shape of the strand shell of the casting strand in the pouring funnel ( 11 ) of the mold ( 10 ), but also to a uniform distribution of the overall deformation of the metal casting strand over long sections, from the start of solidification to Exit ( 21 ) of the metal casting strand from the mold ( 10 ). This inventive design of the pouring funnel ( 11 ) thus very advantageously achieves that when the metal casting strand is deformed, the strand shell of the casting strand can also be deformed in such a way that inadmissibly high limit elongation values are not exceeded, thereby causing depression and cracking etc. in the strand shell Security can be avoided. The contour of the inner wall of the pouring funnel ( 11 ) can optionally also be designed such that its radii increase in the strand passage direction ( 18 ) by the same or different factor. However, when designing the contour of the inner wall of the pouring funnel, care must be taken that the radii ( R 1 , R 2 ) in the strand passage direction are each only so much larger or enlarged by such an extent that a geometrical and temporally homogeneous deformation of the strand shell the metal casting strand in the pouring funnel ( 11 ) is guaranteed. By observing all of these measures according to the invention, the production of metal strands in a mold with a pouring funnel, in particular in a pre-strip mold, with a homogeneous, flawless surface quality of high quality is guaranteed.

Claims (5)

1. Kokille, insbesondere Vorband- Brammenkokille, mit Eingießtrichter für die Metallschmelze in die Kokille, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (3, 3′, 6, 9) der Innenwandung (17) des Eingießtrichters (2, 11) in Strangdurchlaufrichtung (18) so ausgebildet ist, daß ihre Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichtung (18) allmählich größer werdend, in die Kontur der Innenwandung (19) der Kokille (1, 10) übergehen.1. mold, in particular Vorband- slab mold, with pouring funnel for the molten metal in the mold, characterized in that the contour ( 3 , 3 ', 6 , 9 ) of the inner wall ( 17 ) of the pouring funnel ( 2 , 11 ) in the strand passage direction ( 18th ) is designed so that its radii ( R 1 , R 2 ) gradually increasing in the strand passage direction ( 18 ) pass into the contour of the inner wall ( 19 ) of the mold ( 1 , 10 ). 2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (3, 3′, 6, 9) der Innenwandung (19) des Eingießtrichters (2, 11) so ausgebildet ist, daß ihre Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichung (18) mit gleichem Faktor zunehmen.2. Chill mold according to claim 1, characterized in that the contour ( 3 , 3 ', 6 , 9 ) of the inner wall ( 19 ) of the pouring funnel ( 2 , 11 ) is designed so that its radii ( R 1 , R 2 ) in Increase strand flow direction ( 18 ) with the same factor. 3. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (3, 3′, 6, 9) der Innenwandung (19) des Eingießtrichters (2, 11) so ausgebildet ist, daß ihre Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichtung (18) mit ungleichem Faktor zunehmen.3. Chill mold according to claim 1, characterized in that the contour ( 3 , 3 ', 6 , 9 ) of the inner wall ( 19 ) of the pouring funnel ( 2 , 11 ) is designed so that its radii ( R 1 , R 2 ) in Increase strand direction ( 18 ) with unequal factor. 4. Kokille nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (3, 3′, 6, 9) der Innenwandung (19) des Eingießtrichters (2, 11) so ausgebildet ist, daß die Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichtung (18) nur soviel größer werden, daß eine geometrische und zeitliche homogene Verformung der Strangschale im Eingießtrichter (2, 11) erfolgt. 4. Mold according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the contour ( 3 , 3 ', 6 , 9 ) of the inner wall ( 19 ) of the pouring funnel ( 2 , 11 ) is designed such that the radii ( R 1 , R 2 ) only become so much larger in the strand passage direction ( 18 ) that a geometrical and temporally homogeneous deformation of the strand shell takes place in the pouring funnel ( 2 , 11 ). 5. Kokille nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontur (3′) der Innenwandung des Eingießtrichters (2) bildenden Radien (R 1, R 2) so ausgelegt sind, daß sie sich tangential berühren.5. Chill mold according to one or more of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the contours ( 3 ') of the inner wall of the pouring funnel ( 2 ) forming radii ( R 1 , R 2 ) are designed so that they touch tangentially .
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