DE4128365A1 - Verfahren zur aufarbeitung von kupferkokillen fuer das stranggiessen von stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufarbeitung von durch Verschleiß unbrauchbar gewordenen, einteiligen Kupferkokillen für das Stranggießen von Stahl, entsprechend der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher beschriebenen Art.

Einteilige Kupferkokillen dieser Gattung haben in der Regel einen rechteckigen Innenquerschnitt, der sich in Durchflußrichtung ver­ kleinert, entsprechend dem kleiner werdenden Volumen des in Erstar­ rung befindlichen Stahls. Weiterhin sind sie in ihrer Längsrichtung gekrümmt. Sie gelten insoweit als geometrisch kompliziert, was ei­ nen entsprechenden Herstellungsaufwand bedingt. Daher ist es meistens wirtschaftlich, verschlissene Kokillen wieder instandzu­ setzen, soweit der Verschleißzustand es zuläßt. Selbstverständlich muß ein Instandsetzungsverfahren den geometrischen Verhältnissen gleichfalls Rechnung tragen. Üblich ist daher, die Kokillen innen­ seitig durch Abtragung mechanisch zu bearbeiten, wobei die Abtra­ gung bis zur Tiefe des Verschleißes reichen muß. Im Ergebnis ist die Kokille dann aber dünner als vorher, so daß schließlich ein Unterschreiten der aus thermischen Gründen und Festigkeitsgründen erforderlichen Wandstärke den Instandsetzungsmöglichkeiten Grenzen setzt. Auch ein Abtragungsverfahren, bei welchem die Kokil­ len-Konizität umgekehrt wird, ist letztlich diesen Einschränkungen unterworfen.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Auf­ gabenstellung zu Grunde, das bekannte Verfahren dahingehend weiter­ zuentwickeln, daß die Kokille in ihren Ausgangszustand wiederherge­ stellt werden kann. Sie soll also nicht nur das ursprüngliche In­ nenmaß aufweisen, sondern auch außen unverändert sein, so daß die Festigkeit und die Kühlwirkung unverändert sind. Gegebenenfalls sollen auch in der Außenwandung Nuten verlaufen, die zum dichtenden Anschluß an ein Kühlmittelsystem erforderlich sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß entsprechend dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 eine Kombination verschiedener Merkmale gewählt wird, deren Anwendung zu einer mit den Ursprungsmaßen übereinstimmenden, instandgesetzten Kokille führt.

Im einzelnen führt die Aufbringung von Kupfer auf die Außenseiten der Kokille im Anschluß an die vorausgegangene, innere Abtragung des Verschleißes zwar schon dazu, daß eine Zunahme der Wandstärke eintritt. Dies ist jedoch zunächst noch nicht befriedigend, denn sowohl das Innenmaß als auch das Außenmaß werden größer, so daß das Stranggußmaß nicht mehr eingehalten werden kann und die Kühlein­ richtungen nicht mehr zur Kokille passen, weil sie für eine dich­ tende Anlage an ein kleineres Kokillenaußenmaß gestaltet sind. Hin­ zu kommt, daß das normalerweise galvanisch aufgebrachte Kupfer noch eine sehr lockere Gefügestruktur besitzt, vergleichbar etwa mit einem Gußgefügezustand. Die weiterhin vorgeschlagene ziehtechnische Verarbeitung mit einem innenseitigen Dorn und einer außen angrei­ fenden Düse führt nun, gegebenenfalls in mehreren Durchgängen, zu­ nächst zu einer relativ feinkörnigen Struktur, darüber hinaus aber vor allem zu einer Einhaltung der Maße, wie sie bei einer neuen Ko­ kille vorgesehen sind. Damit wären die Festigkeitseigenschaften und vor allem thermische Eigenschaften verwirklicht, wie sie sich sonst nur bei einer neuen Kokille erreichen lassen. Für das Stranggieß­ verfahren ist die Einhaltung der Maßbedingungen und Festigkeits­ eigenschaften von besonders großer Bedeutung, weil nur auf diese Weise die Stranggießverfahren mit reproduzierbaren Parametern ver­ wirklicht werden kann.

Das Ausmaß der erfindungsgemäß vorgesehenen Umformung wird daran deutlich, daß die Kokille nach der erfinderischen Behandlung länger ist als vorher. Sie wird daher abschließend auf ihr vorgegebenes Längenmaß gekürzt. Vom Ausmaß des Längenabschnittes kann auf die eingetretene Umformung geschlossen werden. In der Regel wird, um dies sicherzustellen, das auf die Außenseiten der Kokille aufge­ brachte Kupfer von etwa dem doppelten Volumen gewählt, wie es ent­ sprechend dem inneren Verschleiß auf der Innenseite abgetragen wurde. Genaue Vorgaben hierfür hängen von der Größe der Kokillen ab. Man kann sie sehr leicht in empirischer ermitteln.

Die vorstehend beschriebene Längung der Kokille durch die erfin­ dungsgemäße Behandlung hat jedoch nicht nur als Kontrollmaß für die aufgetretene Umformung Bedeutung, sondern darüber hinaus auch einen konstruktiven Sinn bei Kokillen mit am Außenrand vorgesehenen Nut­ bahnen für den Anschluß von Abkühlungseinrichtungen. Diese Nut­ bahnen würden sich durch die im einzelnen vorgeschlagenen, erfin­ dungsgemäßen Maßnahmen nicht beibehalten lassen. Hingegen ist es möglich, die umzuformende Masse so zu wählen, daß die Kokillenlän­ gung in einem Ausmaß stattfindet, welches über die ursprüngliche Randzone mit darin eingelassenen Nutbahnen hinausgeht. Bei einer derartig behandelten Kokille wird der über das genannte Maß hinaus­ reichende Teil nach der Umformung abgeschnitten, woraufhin ab­ schließend wieder in einem weiteren Verfahrensschnitt die Nutbahnen in den Randzonen wieder eingebracht werden können.

Auf diese Weise bewährt sich die Erfindung sehr gut, wenn es darauf ankommt, einerseits ein mechanisch und thermisch hoch belastbares Umformgefüge zu schaffen, und andererseits die Nutbahnen bei der Art der Umformung im Ergebnis wiederherstellen zu können.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeich­ nungen Bezug genommen. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß in­ standzusetzende Stranggießkokille,

Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 in teil­ weise instandgesetztem Zustand,

Fig. 3 einen Längsschnitt gemäß Fig. 1 in weitergehend instandgesetztem Zustand, vor Kürzung der Längen­ zunahme, und

Fig. 4 einen Längsschnitt bei einer Kokille mit einer Nutbahn.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Kokille 6 ist in ihrer Längsrichtung gekrümmt, wie insbesondere die Längsachse 7 zeigt. Entsprechend sind ihre Innenmaße 2 einerseits gekrümmt und andererseits in Aus­ trittsrichtung noch konisch ausgeführt. Durch die Abarbeitung des Innenmaßes 2 wird ein neues Innenmaß 3 erreicht, welches zunächst noch über dem vorgesehenen Wert liegt. In diesem Zustand erfährt die Kokille 6 eine Außenbehandlung, die in der Auftragung von Kup­ fer besteht. Das ursprüngliche Außenmaß 1 wird durch die Behandlung größer, so daß sich das neue Außenmaß 4 ergibt. Die mit diesen Wer­ ten des Innen- und Außenmaßes behandelte Kokille erfährt eine Be­ handlung mit einem Innendorn und einer Ziehdüse, wie es der Vor­ schlag der Erfindung lehrt. Derartige Verfahren sind als solche be­ kannt und bilden nicht den Gegenstand der Erfindung. Beispielsweise befaßt sich die DE-OS 39 08 977.0 mit einer derartigen Umformung. Interessant im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die Längenzu­ nahme 5, wie sie im unteren Teil der Fig. 3 veranschaulicht ist. Dieses Längenmaß muß, um die Ausgangsform der Kokille wiederzuer­ langen, abgetrennt werden. Nach dem mechanischen Abtragen der Längenzunahme hat die Kokille nicht nur in ihrer Länge, sondern auch in ihrem Innenmaß 2 und in ihrem Außenmaß 1 die ursprünglichen Werte angenommen.

Fig. 4 zeigt eine Kokille entsprechend Fig. 1 mit einer oberen Umfangsnut 10, die dem dichtenden Anschluß an ein Kühlmittelsystem dient. Diese Nut 10 setzt einen Längenabschnitt 9 voraus, dessen Erstreckung in der Längsrichtung der Kokille bei der erfindungsge­ mäßen Behandlung als Längendehnung erhalten werden muß, um nach mechanischer Einarbeitung einer neuen Nut 10 wieder die Ausgangs­ form zur Verfügung zu haben.

Claims (4)

1. Verfahren zur Aufarbeitung von durch Verschleiß unbrauchbar ge­ wordenen, einteiligen Kupferkokillen für das Stranggießen von Stahl, wobei die Innenseiten mechanisch bis zur Tiefe des Verschleißes abgetragen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den Außenseiten der Kokille Kupfer aufgebracht wird,
und daß ein das Innenmaß der Kokille vorgegebener Dorn in die Kokille eingesetzt wird,
und daß die Kokille mit dem Dorn durch eine ihr klei­ neres Außenmaß vorgebende Düse derart gezogen wird, daß ihre Innenseite am Dorn anliegt und ihre Länge zunimmt,
und daß abschließend die Kokille auf ein ihr vorge­ gebenes Längenmaß gekürzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Außenseiten der Kokille aufgebrachte Kupfer galvanisch mit dem etwa doppelten Volumen, wie es entsprechend dem inneren Verschleiß abgetragen wurde, abgeschieden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bei mit Außennuten zum dichtenden An­ schluß an Kühlmitteleinrichtungen ausgeführten Kokillen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupferabscheidung auf der Außenseite der Kokille mit der Maßgabe erfolgt, daß die beim nachfolgenden Ziehen eintretende Verlängerung den mit Nuten ausgebil­ deten Randbereich überschreitet,
und daß darauf neue Nuten in den Rand eingearbeitet wer­ den.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abschließende Kürzung der Kokille mechanisch vorgenommen wird.