DE4138642C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchlaufkokille zum Gießen von Strängen mit einer maximalen Dicke von 80 mm, deren senkrecht zu deren Breitseiten verlaufende Schmalseiten im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

Eine solche Durchlaufkokille ist bekannt (DE 35 01 422 A1). Bei dieser Durchlaufkokille verlaufen die Breitseiten in Strangauszugsrichtung zueinander konisch. Die Schmalseiten sind nach außen gewölbt.

Beim Herstellen von Bändern geringer Dicke von zum Beispiel 10 bis 20 mm wird von gegossenen dünnen Strängen mit einer maximalen Dicke von 50 bis 80 mm ausgegangen. Beim Gießen von solchen Strängen hat sich gezeigt, daß der gegossene Strang nach Austritt aus der Kokille insbesondere dann, wenn er durch am Ausgang der Kokille angeordnete Quetschrollen in der Dicke reduziert wird, einer erheblichen Durchbruchsgefahr an den Schmalseiten ausgesetzt ist oder zumindest in den Schmalseiten des Stranges nach der Dickenreduzierung Risse verbleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kokille zu schaffen, mit der Stränge geringer Dicke gegossen werden können, die an den Schmalseiten hinsichtlich Durchbrüchen und Rißbildung nicht gefährdet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Durchlaufkokille der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Kokille an ihren Schmalseiten zumindest in einem oberen vom Kokilleneingang ausgehenden Bereich einen zum Kokilleninnern hin gewölbten Querschnitt mit einer Wölbungshöhe x von 0,02 a <= x <= 0,12 a (a = Breite der Schmalseite) hat.

Beim Betrieb einer solchen Kokille hat sich gezeigt, daß die Gefahr der Bildung von Durchbrüchen oder Rissen am Ausgang der Kokille gebannt ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei herkömmlichen, ebene Schmalseiten aufweisenden Kokillen für Stränge geringer Dicke die Kühlintensität an den Schmalseiten des Stranges nicht ausreicht, um ausreichend dicke Strangschalen zu bilden, weil das gegossene Material beim Durchlauf durch die Kokille sich wegen der in der Strangschale durch Wärme entstehenden Verformungen leicht von den kühlenden Schmalseiten abheben kann. Da in der Nähe des Gießspiegels die erstarrte Strangschale noch äußerst dünn ist und daher einen geringen Wärmewiderstand besitzt, führt ungleichmäßiger Kontakt zwischen der Strangschale und der Kokillenwand gerade hier zu starken Schwankungen der Wärmeabfuhr und als Folge davon zu einer ungleichmäßigen Kühlung und zu einem ungleichmäßigen Dickenwachstum der Strangschale. Das im Stand der Technik für die unterschiedliche Kühlung verantwortliche Abheben der Strangschale von den Schmalseiten der kühlenden Kokillenwand wird bei der Erfindung durch die überraschend einfache Maßnahme einer bestimmten Wölbung der Schmalseite wirksam verhindert.

Zwar gehören Kokillen mit nach innen gewölbten Schmalseiten zum Gießen von dicken Brammen zum Stand der Technik (DE-OS 15 08 802), doch läßt sich eine solche Kokille wegen der aufgrund der sehr unterschiedlichen Dimensionierung völlig anderen Betriebsbedingungen nicht mit einer Kokille zum Gießen von dünnen Strängen vergleichen. Die nach innen gewölbten Schmalseiten dienen bei der Kokille zum Gießen von Brammen dem Zweck, Auswölbungen an den Schmalseiten der die Kokille verlassenden Bramme aufgrund des im flüssigen Kern der Bramme herrschenden ferrostatischen Druckes entgegenzuwirken, wenn die Brammen nach Verlassen der Kokille nicht mittels Stützrollen an den Schmalseiten geführt werden. Bei solchen Brammen besteht wegen der um ein Vielfaches breiteren Schmalseiten nicht die Gefahr, daß beim Durchlauf der Bramme durch die Kokille die Bramme mit ihren Schmalseiten von den Schmalseiten der gekühlten Kokillenwand abhebt.

Um einerseits bei der Gestaltung der gewölbten Schmalseite der Erkenntnis Rechnung zu tragen, daß die Gefahr einer unterschiedlichen Kühlintensität am Kokilleneingang am größten und am Kokillenausgang am geringsten ist, und um andererseits am Kokillenausgang ein Band mit einem für nachfolgende Bearbeitungen optimalen Querschnitt zu erhalten, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Wölbungshöhe des gewölbten Querschnittes zum Kokillenausgang hin allmählich abnimmt. Die Wölbung kann sich dabei über die gesamte Kokillenhöhe erstrecken, es reicht aber aus, wenn sie sich über 1/3 bis 1/2 der Kokillenhöhe, insbesondere über 300 mm, erstreckt. Mit einer solchen Kokille wird am Kokillenausgang ein Strang ohne Einbuchtungen in den Schmalseiten, also ein Strang mit einem für einen nachfolgenden Walzvorgang optimalen Querschnittsprofil erhalten.

Dem Abheben der Schmalseiten der Strangschale von der Kokillenwand kann nicht nur über die Dimensionierung der Wölbungshöhe, sondern auch über die Dimensionierung der Breite der Wölbung entgegengewirkt werden. Vorzugsweise sollte die Breite b des gewölbten Querschnittes folgende Abhängigkeit von der Breite a der Schmalseite haben: 0,5 a <= b <= 0,9 a.

Die Gefahr des Abhebens der Strangschalen von den Schmalseiten der Kokille kann weiter dadurch vermindert werden, daß der nach innen gewölbte Bereich zu den Rändern der Schmalseiten über nach außen gewölbte Bereiche mit Radien R, die der Bedingung 0,05 a <= R <= 0,2 a genügen, in die Breitseiten übergeht.

In jedem Fall läßt sich die Wölbungshöhe x des gewölbten Querschnittes und gegebenenfalls die Breite b des gewölbten Querschnittes sowie dessen Übergang in eine Außenwölbung sowie die Länge des gewölbten Querschnittes in Richtung des Strangauszuges so einstellen, daß sich eine gleichmäßig dicke Strangschale auch an den Seitenwänden bildet, die ausreichend stabil ist, um bei einem eventuell nachfolgenden Verformungsvorgang die Bildung von Durchbrüchen und Rissen zu verhindern.

Sofern der Strang nachfolgend einem Verformungsvorgang unterworfen werden soll, zum Beispiel durch eine nachfolgende Quetsch- oder Walzvorrichtung in der Dicke vermindert werden soll, sollten die verschiedenen Parameter wie Wölbungshöhe, Wölbungsbreite, Wölbungsübergänge und Wölbungslänge so gewählt werden, daß beim Durchlauf des Stranges durch eine nachfolgende Quetsch- oder Walzvorrichtung die Schmalseite derart verformt wird, daß eine konvex nach außen gewölbte Schmalseite entsteht. Dies läßt sich insbesondere dadurch positiv beeinflussen, daß sich der nach innen gewölbte Querschnitt nicht bis zum Kokillenausgang erstreckt, sondern die Schmalseiten in einem Bereich am Kokillenausgang einen zum Kokillenäußern hin gewölbten Querschnitt haben. Die Wölbung der Schmalseiten sollte im Querschnitt stetig sein.

Vorzugsweise ist der nach außen gewölbte Querschnitt von zwei zueinander geneigten Flächen gebildet, die mit einem Radius r im Scheitel ineinander übergehen, der insbesondere der Bedingung 0,1 a <= r <= 0,5 a genügt. Die Neigung α der Flächen zueinander sollte der Bedingung 100° <= α < 180° genügen. Diese Formgebung wirkt der Gefahr von Durchbrüchen und Rissen entgegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Kokille mit nachgeordneten Quetschrollen im vertikalen Querschnitt,

Fig. 2 verschiedene Querschnitte der Innenwand der Kokille gemäß Fig. 1 im Ausschnitt in perspektivischer Darstellung und

Fig. 3 die Kokille gemäß Fig. 1 in zwei halben horizontalen Querschnitten verschiedener Wölbung im Bereich des Kokillenausganges.

Gemäß Fig. 1 wird in einer Durchlaufkokille 1 ein Strang 2 mit einer Dicke von maximal 80 mm gegossen. Der Strang 2 verläßt die Durchlaufkokille 1 mit noch flüssigem Kern 2a und wird anschließend von einem Quetschrollenpaar 3 in der Dicke derart reduziert, daß zumindest seine an den flüssigen Kern 2a angrenzenden Innenseiten 2b, 2c miteinander verschweißen. Während die gekühlten Breitseiten 1a, 1b der Kokille 1 eben gestaltet sind, haben die Schmalseiten 1c einen gewölbten Querschnitt.

Wie Fig. 2 und 3 zeigen, haben die Schmalseiten 1c im oberen Bereich einen zum Kokilleninnern hin gewölbten Querschnitt und im unteren Bereich einen zum Kokillenäußern hin gewölbten Querschnitt. Die Wölbungshöhe x im oberen Bereich beträgt 0,02 a <= x <= 0,12 a, wobei a die Breite der Schmalseite 1c ist. Die Breite b des gewölbten Querschnittes beträgt 0,5 a <= b <= 0,9 a. Das Maß für die Wölbungshöhe x mindert sich vom Kokilleneingang zum Kokillenausgang hin, wie Fig. 2 für verschiedene in Richtung des Strangauszuges hin versetzte Querschnitte zeigt. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, geht der gewölbte Querschnitt im oberen Bereich der Kokille von einer Wölbung nach innen mit der Breite b in Wölbungen nach außen mit Radien R von 0,05 a <= R <= 0,20 a über. Wie Fig. 2 weiter zu entnehmen ist, geht der gewölbte Querschnitt von einer Wölbung nach innen am Kokilleneingang über einen geraden Abschnitt in eine Wölbung nach außen am Kokillenausgang über. Die Wölbung am Kokillenausgang kann ausschließlich aus konvex gewölbten Bereichen oder aber auch aus konvex gewölbten und ebenen Bereichen bestehen. In Fig. 3 ist für den linken Halbschnitt ein ausschließlich konvex gewölbter Querschnitt und für den rechten Halbschnitt ein konvex gewölbter Querschnitt mit ebenen Bereichen dargestellt, die zueinander unter einem Neigungswinkel α von 100° <= α < 180° angeordnet sind und die über einen gewölbten Bereich mit einem Radius r im Scheitel von 0,1 a <= r <= 0,5 a ineinander übergehen.

Mit einer solchen Kokille 1 wird erreicht, daß der die Kokille 1 verlassende Strang 2 einen für das nachfolgende Quetschrollenpaar 3 optimalen Querschnitt hat und eine ausreichend dicke Strangschale, um die beim Durchlauf durch die Quetschrollen 3 entstehende Belastung ohne Durchbrüche und Risse überstehen zu können.

Claims (10)

1. Durchlaufkokille zum Gießen von Strängen mit einer maximalen Dicke von 80 mm, deren senkrecht zu den Breitseiten (1a, 1b) verlaufende Schmalseiten (1c) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (1) an ihren Schmalseiten (1c) zumindest in einem oberen vom Kokilleneingang ausgehenden Bereich einen zum Kokilleninnern hin gewölbten Querschnitt mit einer Wölbungshöhe (x) von 0,02 a <= x <= 0,12 a (a = Breite der Schmalseite) hat.

2. Durchlaufkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbungshöhe (x) zum Kokillenausgang hin kontinuierlich abnimmt.

3. Durchlaufkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) des gewölbten Querschnittes 0,5 a <= b <= 0,9 a der Schmalseite (1c) beträgt.

4. Durchlaufkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich mit dem gewölbten Querschnitt 1/3 bis 1/2 der Kokillenhöhe beträgt.

5. Durchlaufkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich mit dem gewölbten Querschnitt 300 mm beträgt.

6. Durchlaufkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei am Kokillenausgang angeordneten Quetschrollen (3) die Schmalseiten (1c) im Bereich am Kokillenausgang einen zum Kokillenäußern hin gewölbten Querschnitt haben.

7. Durchlaufkokille nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte Querschnitt (2) zueinander unter einem Winkel α von 100° <= α < 180° geneigte Fläche umfaßt, die über ein Bogenstück mit einem Radius r von 0,1 a <= r <= 0,5 a ineinander übergehen.

8. Durchlaufkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich mit dem nach innen gewölbten Querschnitt sich über die gesamte Höhe der Kokille erstreckt.

9. Durchlaufkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbten Bereiche nahezu vertikal und parallel verlaufende Erzeugende haben.

10. Durchlaufkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte Querschnitt mit Radien R von 0,05 a <= R <= 0,2 a in die Breitseiten (1a, 1b) der Kokille übergehen.