DE4032521A1

DE4032521A1 - Stranggiesskokille

Info

Publication number: DE4032521A1
Application number: DE4032521A
Authority: DE
Inventors: Helmut Maag
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1992-04-16
Also published as: CH685332A5; ITMI912678A0; GB2248570A; DE4032521C2; AT400311B; GB9121564D0; IT1251676B; ATA188891A; US5257659A; ITMI912678A1; GB2248570B

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum Gießen von Metall, insbesondere zum Gießen von NE-Metall-Bändern mit einer von mindestens einem kühlmittelführenden Kanal umgebenen und einen Formhohlraum begrenzenden Kokillenwand, sowie mit an dem Kanal angeordneten Kühlmittelanschlüssen.

Aus der DE-OS 19 14 300 ist eine Kokille zum Stranggießen von Metall mit in der Kokillenwand angeordneten Kühlkanälen bekannt. Die Kühlkanäle verlaufen etwa parallel zur Stranggießrichtung und sind in der Nähe ihrer Enden mit seitlich angeordneten Kühlmittelanschlüssen versehen. Eine Einstellung oder Änderung der Kühlbedingungen ist bei dieser Kokille nur über eine Veränderung der Kühlmittelparameter wie z. B. Kühlmitteltemperatur oder Strömungsgeschwindigkeit möglich.

Die Patentschrift DE 29 44 175 C2 zeigt eine Stranggießkokille mit einem einen Formhohlraum begrenzenden Kokillenblock. Dieser ist vorzugsweise aus Graphit hergestellt. In den Kokillenblock sind von der Strangaustrittsseite ausgehend parallel zur Stranggießrichtung Bohrungen eingearbeitet. In diese Bohrungen sind mit wählbarer Tiefe kühlmitteldurchströmte Kühlstäbe einschiebbar. Jeder Kühlstab besteht aus einem inneren Rohr und einem dieses umgebenden einseitig geschlossenen äußeren Rohr. An der dem geschlossenen Ende abgewandten Seite ist das innere und äußere Rohr mit Kühlmittelanschlüssen versehen. Das Kühlmittel tritt durch einen Anschluß in das innere Rohr ein, durchströmt dieses, wird am Ende umgelenkt und strömt durch das äußere Rohr wieder zurück. Mit den in Längsrichtung verschiebbaren Kühlstäben kann die Erstarrungsfront der Schmelze in Verschieberichtung verlagert werden. Bei Verwendung einer Rohrkokille mit Bereichen unterschiedlicher Durchmesser in Stranggießrichtung können ohne Wechsel der Kokille und ohne Unterbrechung des Gießens Stränge mit verschiedenen Abmessungen erzeugt werden.

Die Änderung der Einschubtiefe der Kühlstäbe von der Strangaustrittsseite der Kokille her erweist sich als nachteilig, da der austretende heiße Strang die Handhabung erschwert und gleichzeitig durch die Baugröße eine sofortige Führung des austretenden Stranges nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießkokille zu schaffen, die unter Berücksichtigung von z. B. der Gießgeschwindigkeit, der Temperatur der Schmelze oder der jeweils zu vergießenden Metallegierung eine einfache Einstellung der Kühlbedingungen sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung des Stranges erlaubt.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Stranggießkokille erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Kanal ein dem Querschnitt des Kanals angepaßter Stopfen zur Veränderung der vom Kühlmittel durchströmten Länge des Kanals angeordnet ist und daß die Kühlmittelanschlüsse außerhalb des Verschiebeweges des Stopfens angeordnet sind.

Erfindungsgemäß erzielt das Verschieben des Stopfens in Längsrichtung des Kühlkanals eine Veränderung der mit Kühlmittel durchströmten Länge des Kühlkanals. Die Ausrichtung der Kühlkanäle in Stranggießrichtung in Verbindung mit dem verschiebbaren Stopfen ermöglicht, die Erstarrungsfront der Schmelze in Stranggießrichtung zu verlagern. Diese Tatsache wirkt sich beim Stranggießen mit direkt aufgesetztem hot-top besonders vorteilhaft aus, da ein Erstarren der Schmelze am Austritt des hot-tops bei zu stark gekühlter Kokille vermieden wird. Hierdurch wird eine optimale Oberflächenqualität des gegossenen Strangs erzielt und gleichzeitig die feuerfeste Ausmauerung des hot-tops geschont. Die gleichen Vorteile ergeben sich auch beim Horizontalgießen mit direkt vor der Kokille angeordnetem Vorlagegefäß. Beim Vergießen von NE-Metallen wirkt sich der gerade beschriebene positive Effekt der Verlagerung der Erstarrungsfront noch stärker aus, da die NE-Metalle durch ihre besseren Wärmeleiteigenschaften im Vergleich zu Stahl schneller erstarren.

Der Erfindungsgegenstand ermöglicht bei Stranggießkokillen mit rechteckigem Formhohlraumquerschnitt sowie einer Vielzahl von in Längsrichtung ausgerichteten und nebeneinander angeordneten Kühlkanälen eine Einstellung der Kühlbedingungen in Umfangsrichtung der Kokille. Durch eine Verstellung der in den Randbereichen der Kokille angeordneten Stopfen in Stranggießrichtung wird dort der Strang später und gleichzeitig durch die Verringerung der Wärmeaustauschfläche auch weniger gekühlt. Ein Einreißen der Kanten des Stranges wird hierdurch erfolgreich vermieden.

Die Ausbildung des Stopfens mit dem angeschlossenen Rohr und mindestens einer Öffnung in der Nähe des Anschlußbereiches bedingt eine Zwangsführung des Kühlmittels. Das Kühlmittel strömt z. B. über einen Anschluß in das Rohr ein, verläßt dieses durch die Öffnung am Ende und fließt dann durch den Kühlkanal und einen weiteren Anschluß wieder nach außen. Das Kühlmittel, meistens Wasser, neigt durch die starke Erwärmung zum Ausgasen, wodurch bei stehend angeordneten Kühlkanälen sich ein wärmeisolierendes Gaspolster unter dem Stopfen bildet. Die Zwangsführung des Kühlmittels durch die Öffnung verhindert den Aufbau dieses störenden Gaspolsters. Wird das Kühlmittel in der oben beschriebenen Strömungsrichtung geführt, so ist gewährleistet, daß das Kühlmittel dort am kältesten ist, wo aus dem Strang über die Kokillenwand die größte Wärmemenge abgeführt werden muß.

Das Verstellmittel wirkt der über den Kühlmitteldruck auf die Stopfenfläche wirkende Verschiebekraft entgegen. Daher kann das Verstellmittel als Zugseil ausgeführt werden. Die seitliche Herausführung des flexiblen Verstellmittels verringert die Baulänge der Kokille und ermöglicht dadurch eine direkte Strangführung an der Strangaustrittsseite der Kokille. Außerdem wird über das Verstellmittel eine Änderung der Kühlbedingungen während des Gießvorganges, sowie eine Einstellung der Kokille auf die zu vergießende Metallegierung oder die Gießgeschwindigkeit ermöglicht.

Falls eine Anderung der Kühlbedingungen während des Gießens nicht erwünscht ist, so ist in einer weiteren Ausführungsform anstatt über das flexible Verstellmittel eine Einstellung der Stopfenposition über eine Gewindeverbindung möglich. Das an dem Rohr des Stopfens angeordnete Gewinde greift in ein in der Wand des schmaleren Bereichs des Kanals eingeschnittenes Gewinde ein. Ein Verdrehen des Stopfens bewirkt somit ein Verschieben des Stopfens in die Längsrichtung des Kanals.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stranggießkokille mit aufgesetztem hot-top,

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 1 mit einem weiteren erfindungsgemäßen Verstellmechanismus.

Fig. 1 zeigt eine Stranggießkokille zum Gießen von NE-Metall-Bändern mit einem aufgesetzten hot-top 1. Der hot-top 1 steht direkt mit einer Kokillenwand 2 in Verbindung. Die Kokillenwand 2 ist auf einer einen Kanal 3 enthaltenden Stützplatte 4 befestigt. Der Kanal 3 mit kreisförmiger Querschnittsfläche ist mit Kühlmittelanschlüssen 5 und in Stranggießrichtung gesehen, am oberen Ende 6 mit einer Ausgleichsbohrung 7 versehen. Der Kanal 3 weist einen Bereich 8 mit größerer Querschnittsfläche und einen angrenzenden Bereich 9 mit kleinerer Querschnittsfläche auf. Die Kühlmittelanschlüsse 5 sind jeweils auf der dem oberen Ende 6 des Kanals 3 abgewandten Seite der Bereiche 8, 9 angeordnet. In dem Bereich 8 mit der größeren Querschnittsfläche ist ein Stopfen 10 in Längsrichtung L des Kanals 3 verschiebbar angeordnet. Der Stopfen 10 ist dem Innen-Querschnitt des Bereichs 8 des Kanals 3 angepaßt. Außerdem ist der Stopfen 10 mit einer umlaufenden Nut 11 versehen, in die eine Dichtung 12 eingelegt ist. An der dem oberen Ende 6 abgewandten Seite des Stopfens 10 ist ein Rohr 13 angeschlossen. Das Rohr 13 ist in der Nähe des Stopfens 10 mit mindestens einer Öffnung 14 versehen und ist mit seinem Außendurchmesser D dem Innen-Querschnitt des Bereichs 9 angepaßt. Außerdem ragt das Rohr 13 mit seinem dem Stopfen abgewandten Ende 15 in jeder Verschiebestellung in den Bereich 9 des Kühlkanals 3 hinein. Der Verschiebeweg des Stopfens 10 wird durch das Maß x beschrieben. Ein an dem Stopfen 10 angreifendes und durch das Rohr 13 hindurchgeführtes Verstellmittel 16 wird am unteren Ende 17 des Kanals 3 aus der Stützplatte 4 herausgeführt. Das z. B. als Zugseil ausgeführte Verstellmittel 16 erreicht über ein Umlenkelement 18 in seitlicher Richtung zur Stranggießrichtung S gesehen eine Verstelleinrichtung 19.

Fig. 2 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 1 aus dem Bereich des Kanals 3 mit einem weiteren erfindungsgemäßen Verstellmechanismus. Das Rohr 13 ist an seinem dem Stopfen 10 abgewandten Ende 9 mit einem Außengewinde 20 versehen. Das Außengewinde 20 steht mit einem Innengewinde 21 im Eingriff. Das Innengewinde 21 und das Gewinde 20 ist in die Wand des schmaleren Bereichs 9 des Kanals 3 eingeschnitten. über einen an dem Stopfen 10 angeordneten Sechskantkopf 22 ist der Stopfen 10 mit dem Rohr 13 in den Gewinden 20, 21 verdrehbar und somit in Längsrichtung L des Kanals 3 verstellbar. Der Sechskantkopf 22 ist nach Entfernen eines Verschlusses 23 von außen durch den Kanal 3 erreichbar.

Im Sinne der Erfindung sind als Rohre, im Ausführungsbeispiel mit kreisrundem Querschnitt beschrieben, auch solche mit vier- oder mehreckigem Querschnitt zu verstehen.

Positionsliste

1 hot-top
2 Kokillenwand
3 Kanal
4 Stützplatte
5 Kühlmittelanschlüsse
6 oberes Ende des Kanals 3
7 Druckausgleichsbohrung
8 weiterer Bereich des Kanals 3
9 schmalerer Bereich des Kanals 3
10 Stopfen
11 Nut
12 Dichtung
13 Rohr
14 Öffnung
15 unteres Ende des Rohres 13
16 Verstellmittel
17 unteres Ende des Kanals 3
18 Umlenkmittel
19 Verstelleinrichtung
20 Außengewinde
21 Innengewinde
22 Sechskantkopf
23 Verschluß
D Außendurchmesser des Rohres 13
L Längsrichtung des Kanals 3
S Stranggießrichtung
x Verschiebeweg

Claims

1. Stranggießkokille zum Gießen von Metall, insbesondere zum Gießen von NE-Metall-Bändern mit einer von mindestens einem kühlmittelführenden Kanal umgebenen und einen Formhohlraum begrenzenden Kokillenwand, sowie mit an dem Kanal angeordneten Kühlmittelanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal (3) ein dem Querschnitt des Kanals (3) angepaßter Stopfen (10) zur Veränderung der vom Kühlmittel durchströmten Länge des Kanals (3) angeordnet ist und daß die Kühlmittelanschlüsse (5) außerhalb des Verschiebeweges (x) des Stopfens (10) angeordnet sind.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (3) mit seiner Längsrichtung (L) in Stranggießrichtung (S) ausgerichtet ist.

3. Stranggießkokille nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stopfen (10) ein sich über einen Teil des Kanals (3) erstreckendes Rohr (13) angeschlossen und an einem an den Stopfen (10) anschließenden Bereich mit mindestens einer Öffnung (14) für den Kühlmitteldurchfluß versehen ist.

4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (10) mit einer umlaufenden Nut (11) versehen ist und in die Nut (11) eine Dichtung (12) eingelegt ist.

5. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (3) Bereiche (8, 9) mit unterschiedlicher Querschnittsfläche aufweist und der Stopfen (10) in dem Bereich (8) mit der größeren Querschnittsfläche angeordnet ist.

6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Bereich (8, 9) ein Kühlmittelanschluß (5) zugeordnet ist, der jeweils an dem dem Stopfen (10) abgewandten Bereich des Kanals (3) angeordnet ist.

7. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D) des Rohrs (13) dem Innendurchmesser des Bereichs (9) mit der kleineren Querschnittsfläche angepaßt ist.

8. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstellmittel (16) an dem Stopfen (10) angreift, durch das Rohr (13) hindurchgeführt und außerhalb des Kanals (3) mit einer Verstelleinrichtung (19) verbunden ist.

9. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellmittel (16) flexibel und seitlich aus der Kokille über ein Umlenkmittel (18) herausgeführt ist.

10. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von dem in dem Stopfen (10) abgewandten Ende (15) des Rohres (13) ausgehend mindestens ein Teil des Rohres (13) mit einem Außengewinde (20) versehen ist, daß in ein in die Wand des schmaleren Bereichs (9) des Kanals (3) eingearbeitetes Innengewinde (21) eingreift.

11. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende (6) des Bereichs (8) mit der größeren Querschnittsfläche der Kanal (3) mit einer Druckausgleichsbohrung (7) versehen ist.