DE3911237C2 - Stranggießkokille - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stranggießkokille für Halbzeug mit rechteckigem Querschnitt aus Stahl, insbesondere für Brammen, entsprechend der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Derartige Kokillen werden meist als verstellbare Kokil­ len bezeichnet. Sie gestatten eine weitgehende Anpassung der Gießquerschnitte für das gegebene Walzprogramm. In der Regel werden dabei die schmalseitigen Wände ver­ stellt, um das Breitenmaß einstellen zu können. Bei vor­ gesehener Änderung der Dicke werden hingegen die schmal­ seitigen Wände ausgetauscht. Zum Verstellen der Wände finden Getriebe mit Spindel wie auch hydraulisch betä­ tigbare Zylinder Anwendung. Das Prinzip einer derartig verstellbaren Kokille ist beispielsweise nach der DE-PS 11 25 594 und nach der DE-PS 12 54 828 bekannt.

Die oben erwähnte, konstruktive Ausgestaltung der Stranggießkokillen hat zahlreiche Bemühungen ausgelöst, um durch beanspruchungsgemäß sinnvolle Materialverwen­ dungen und Dimensionierungen eine möglichst störungs­ freie Betriebsweise sicherzustellen. Vor allem der Her­ absetzung des durch thermische und chemische Einflüsse bedingten Verschleißes dienen daher Beschichtungen in der Regel aus Nickel, die sich über die gesamten, dem Stahl zugekehrten Seiten der Kokillenwände erstrecken. Beispielsweise können derartige Beschichtungen auch mit der Einlagerung hochverschleißfester Partikel verbunden werden, wobei es sich nach der US 3 753 ­ 667 um Siliziumkarbid und Molybdänsulfid handeln kann. Aus der DE 31 42 196 C2 ist eine Stranggießkokille bekannt, deren Innenseite entweder zur Gänze oder bis zu dem Bereich mit dem Badspiegel mit einer Verschleißschutzschicht aus Nickel oder einer Nickellegierung beschichtet ist. Um Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich ergeben, wenn der obere, aus Kupfer bestehende Teil und der daran anschließende untere Teil im Grenzbereich zu der Verschleißschutzschicht einen Winkel bildet, schlägt die Patentschrift vor, den Über­ gang sanft, und zwar in Gestalt einer gekrümmten Fläche zu gestalten.

Kokillen mit einer Teilbeschichtung etwa bis zur Höhe des Bereichs mit dem Badspiegel dienen dazu, einen in vertikaler Richtung differenzierten Abkühlungsverlauf durch eine Zusammensetzung aus Metallen mit unterschied­ licher Wärmeleitfähigkeit zu erzielen. Bei einer nach der DE 33 36 373 A1 sich nur auf einen Teil der Gesamthöhe beziehenden Beschichtung aus Nickel läßt sich bei sparsamer Verwendung des Beschich­ tungsmittels eine beträchtliche Haltbarkeitssteigerung erzielen, wobei der Beschichtungsbereich erst unterhalb der Höhenlage des Gießspiegels des flüssigen Metalls einsetzt und sich bis unten erstreckt.

Bei den verstellbaren Stranggießkokillen der einleitend bezeichneten Gattung der Erfindung bestehen indes beträchtliche Einstellschwierigkeiten, weil sich mit den für die dichtenden Anlage vorgesehenen Flächen der Wände die vorgesehenden Maßeinstellungen nicht anfahren las­ sen.

Der Erfingung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Problem­ stellung zu lösen. Die vorgesehenen Maßeinstellungen sollen also genau ausführbar sein und vor allem während des rauhen Gießbetriebes erhalten bleiben.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung gelangt die Erfindung durch die in den Patentansprüchen gemachten Vorschläge.

Überraschenderweise ließ sich hierdurch ein "Schmieren" der seitlichen Wandflächen vermeiden. Dadurch kann man die vorgesehenen Kokillenmaße mit den Einstellmitteln anfahren und die Kokillenwände alsdann zusammenpressen, ohne daß sich die Maßeinstellungen verändern.

Für dieses überraschende Ergebnis ist wesentlich, daß die für die Berührung vorgesehenen Seiten der Wände in ihrem gesamten Höhenbereich bei Beaufschlagung mit den Klemmkräften ausreichend fixiert sind. Die aneinander­ liegenden Flächen bestehen aber jeweils aus Paaren von Kupfer und Nickel, wobei sich die Beschichtung mit Nickel entlang der Kokillenhöhe von den einen Wandseiten auf die damit fluchtenden Wandseiten der rechtwinklig angrenzenden Wände verlagert. Es ist daher zweckmäßig, wenn sich die beiden Beschichtungen im Grenzbereich geringfügig überdecken. In jedem Falle wird ein Schmie­ ren, wie es beim Pressen von Kupfer gegen Kupfer auf­ tritt, durch die Verwendung des wesentlich härteren Werkstoffes Nickel ausgeschlossen.

Da die zusätzliche Beschichtung nur im Ausmaß einer sehr geringen Fläche vorzunehmen ist, ist hierfür der Mehraufwand praktisch kaum erheblich. Das Gebot der sparsamen Verwendung des aufwendigen Werk­ stoffes Nickel wird also auch durch die Erfindung eingehalten.

Besonders vorteilhaft ist es nach der Erfindung für Brammenkokillen der üblichen konstruktiven Ausgestaltung, wenn die mit der dem Stahl zugekehrten Seite der einen Wand fluchtende Seite der anderen Wand, an der sich die eine Wand abstützt, zur Schmalwandplatte der Brammenkokille gehört, während die von ihr abgestützte Seite der einen Wand Bestandteil der Breitwandplatte ist.

Grundsätzlich ist die Erfindung sowohl für den Vertikalguß als auch für den Bogenguß anwendbar, jedoch wird ihr Nutzen bei einer Bogen­ gußkokille mit oszillierendem Antrieb besonders groß, weil die Ein­ stellfestigkeit unter dynamischen Bedingungen erhöhten Anforde­ rungen unterliegt, denen die Erfindung durch die vorgeschlagene Kombination der Werkstoffberührung im Verbindungsbereich durch ein erhöhtes Maß an Zuverlässigkeit Rechnung trägt.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die schematischen Zeichnungen Bezug genommen.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des oberen Teils einer verstellbaren Stranggießkokille,

Fig. 2 den oberen Teil einer Schmalwandplatte,

Fig. 3 den oberen Teil einer Breitwandplatte

Fig. 4 u. 5 die Breitwandplatten einer Stranggießkokille für den Bogenstrangguß von Brammen und

Fig. 6 u. 7 die Schmalwandplatten für den Bogenstrangguß von Brammen in zwei zueinander rechtwinkligen An­ sichten.

Die schematische Ausführung der verstellbaren Stranggießkokille er­ gibt sich am deutlichsten aus Fig. 1. Man erkennt den zusammenge­ setzten Aufbau einer derartigen Stranggießkokille, bestehend aus Breitwandplatten 3 und Schmalwandplatten 6, die mit hier nicht näher wiedergegebenen Einspannmitteln gegeneinander verspannt sind. Dabei bilden sie den Hohlraum für die zu gießende Bramme. Der Über­ sichtlichkeit halber ist eine Bramme von nur sehr kurzer Breite dargestellt worden. In der Praxis sind die Verhältnisse von Breite zu Dicke wesentlich größer.

Innerhalb der Kokille wird während des Betriebes ein Gießspiegel des flüssigen Stahls 1 aufrechterhalten. Von den dem Stahl zuge­ kehrten Seiten ist die zur hinteren Breitwandplatte 3 gehörige mit 2 bezeichnet.

Bis zu der in den Fig. 2 und 3 erkennbaren Nickelbeschichtungs­ höhe 6 sind die inneren Seiten der vier Wandplatten mit Nickel be­ schichtet, welche Nickelbeschichtung sich jeweils über die gesamte Breite erstreckt. Von dieser Nickelbeschichtung werden indes nicht die jeweils rechtwinklig an die Innenflächen angrenzenden Flächen der Wände erfaßt. Die im zusammengebauten Zustand mit der dem flüs­ sigen Stahl zugekehrten Seite 2 der Breitwandplatte 3 fluchtende Seite 4 der Schmalwandplatte ist oberhalb der Nickelbeschichtungs­ höhe 6, wie Fig. 2 zeigt, mit der Nickelbeschichtung 7 versehen. Auf der dem Betrachter zugekehrten Seite der Schmalwandplatte gemäß Fig. 2 ist eine entsprechende Nickelbeschichtung vorhanden, die jedoch in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt wurde.

Man erkennt das Prinzip der Erfindung deutlich, wenn man die Wand­ platten gemäß Fig. 2 und 3 zusammenfügt. Im Berührungsbereich bestehen jeweils bei einer der Wandplatten kupferne Berührungs­ flächen, während an der zugehörigen, anderen Wandplatte die Berüh­ rungsfläche aus Nickel besteht. Die bislang für die Haltbarkeit der Wandplatten verwendete Nickelbeschichtung findet damit in einem Be­ reich Anwendung, in welchem nicht die Haltbarkeitssteigerungen genutzt werden, sondern die günstigen mechanischen Eigenschafts­ werte einer Nickelschicht in Beziehung zur kupfernen Oberfläche bei einer vorzunehmenden Verspannung.

Die Fig. 4 bis 7 veranschaulichen den Anwendungsbereich der Er­ findung bei einer üblichen Brammenkokille für den Bogenguß. Demzu­ folge erkennt man bei den Fig. 4 und 5 die zylindrisch ge­ krümmten Flächen der Breitwandplatten 3' und 3", die jeweils mit ihren inneren Seiten 2 dem flüssigen Stahl zugekehrt zusammenge­ setzt werden. Man erkennt bei beiden Breitwandplatten gleichfalls die Nickelbeschichtungshöhe 6.

Die letztgenannte Nickelbeschichtungshöhe 6 findet sich auch bei den dem Stahl zugekehrten Seiten der Schmalwandplatten 5' und 5" nach den Fig. 6 und 7. Die hieran rechtwinklig angrenzenden Seiten 4 fluchten im zusammengebauten Zustand mit den dem flüssigem Stahl zugekehrten Seiten 2 der Breitwandplatten 3' bzw. 3" gemäß den Fig. 4 und 5. Folglich besteht im Sinne der Erfindung ober­ halb der Nickelbeschichtungshöhe 6 bei den beiden Schmalwandplatten 5' und 5" ebenfalls eine Nickelbeschichtung 7.

Claims (4)

1. Stranggießkokille für Halbzeug aus Stahl mit rechteckigem Quer­ schnitt, insbesondere für Brammen, bestehend aus kupfernen Wänden, die sich unter Bildung des Halbzeugquerschnittes in Bezug zueinander einstellen lassen und sich dabei dichtend der­ art aneinander abstützen, daß jeweils eine dem Stahl zugekehrte Seite einer Wand an der mit dieser Seite fluchtenden Seite der angrenzenden, hierzu im wesentlichen rechtwinkligen Wand an­ liegt, wobei die Winde von unten ausgehend bis zu einem be­ grenzten Teil ihrer Gesamthöhe auf ihrer dem Stahl zugekehrten Seite mit Nickel beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit der dem Stahl (1) zugekehrten Seite (2) der einen Wand fluchtende Seite (4) der anderen Wand, an der sich die eine Wand abstützt,
oberhalb der Nickelbeschichtungshöhe (6) der dem Stahl (1) zugekehrten Seite (2) der einen Wand eine Nickelbeschichtung (7) trägt.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der dem Stahl (1) zugekehrten Seite (2) der einen Wand fluchtende Seite (4) der anderen Wand, auf der sich die eine Wand abstützt, zur Schmalwandplatte (5) einer Brammenkokille gehört, während die von ihr abgestützte Seite der anderen Wand Bestandteil der Breitwandplatte (3) ist.

3. Stranggießkokillen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitwandplatten (3) und die Schmalwandplatten (5) mit der Maßgabe der Bildung eines gekrümmten Durch­ flußkanals bogenförmig gestaltet sind.

4. Stranggießkokille nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Beschichtungshöhe (6) der dem Stahl (1) zu­ gekehrten Seite (2) der einen Wand und die Nickelbe­ schichtung (7) der mit der letztgenannten Seite (2) fluchtenden Seite (4) der anderen Wand in vertikaler Richtung geringfügig überdecken.