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Wassergekühlte Kokille zum Gießen von Walzplatten Die Erfindung betrifft
solche Kokillen zum Gießen von Walzplatten, deren Formräume beiderseits durch Metallplatten
begrenzt sind, von denen jede am Rande eines zum Hindurchlaufen von Kühlwasser ausgebildeten,
rahmenförmigen Hohlkörpers dicht schließend befestigt ist. Bei den bisher üblichen
wassergekühlten Gießformen dieser Art werden die Wasserräume des Kühlmantels von
Rippen unterteilt, welche zugleich den die eigentliche Form begrenzenden, dünnwandigen
Metallplatten die erforderliche Abstützung gegen den Gewichtsdruck des flüssigen
Gußmetalls geben und mit Durchbrechungen versehen sind, durch welche das meist einer
der untersten Kammern zugeführte Kühlwasser von einer zur anderen Kammer weitergeleitet
und schließlich aus einer der obersten Kammern abgeführt wird.
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Diese in der Hauptsache durch den Auftrieb des erhitzten Wassers bestimmte
Art der Kühlwasserführung bringt es mit sich, daß die Kühlwirkung im unteren Teil
der Kokille wegen der dortigen niedrigen Temperatur des Kühlwassers stärker ist
als im oberen Teil der Giesform, wo das Wärmegefälle zwischen dem Gießmetall und
dem Kühlwasser geringer ist. Um eine einigermaßen gleichmäßige Temperatur des Kühlwassers
zu erreichen, muß man dieses daher in so lebhaftem Strom durch die Kühlkammern hindurchleiten,
daß seine Erwärmung in engen Grenzen bleibt. Daraus ergibt sich ein verhältnismäßig
hoher Kühlwasserverbrauch und ein unerwünschter Schnelligkeitsgrad der Kühlwirkung.
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Um letzteres zu vermeiden, hat man vorgeschlagen, das Kühlwasser vor
der Einführung in die Kühlmantelräume der Kokille durch besondere Kessel hindurchzuleiten,
in denen es auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird. Dies erfordert aber nicht
nur erhebliche Anlage- und Betriebskosten, sondern auch eine besondere Überwachung
der Vorwärmungstemperatur,welche sich in derartigen Gießereibetrieben meist nicht
mit der nötigen Sicherheit durchführen läßt.
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Um diese Mängel zu vermeiden, ist daher nach vorliegender Erfindung
die Anordnung so getroffen, daß das den Kühlmantelraum der Gießform aus einer gewöhnlichen
Druckwasserleitung unmittelbar zugeführte Kühlwasser im Körper der Kokille selbst
durch das von dem frischen Wasser gleichzeitig verdrängte erhitzte Wasser vorgewärmt
wird. Der Wärmeaustausch wird durch die Anordnung eines besonderen Wärmeaustauschkanals
im Gußkörper des Wassermantelraums erreicht, durch welchen das Frischwasser vor
Eintritt in die eigentlichen Kühlräume hindurchströmt und welchem ein Abführungskanal
für das Kühlwasser in naher Nachbarschaft parallel läuft. Unter Anwendung einer
zweckentsprechend zwangsläufigen Unterteilung der Wasserführung in der Weise, daß
die einzelnen Kammern des Wassermantels von parallelen Teilströmen des Kühlwassers
auf kurzem Wege durchflossen werden,
ist es hierdurch möglich, die
Kühlwirkung des Wassers trotz ihrer durch die Vorwärmung erhöhten Anfangstemperatur
überall gleichmäßig und dabei in so unverminderter Stärke zur Geltung kommen zu
lassen, daß der Kühlwasserverbrauch in engen Grenzen gehalten und eine gute und
gleichmäßige Beschaffenheit des Gußproduktes erzielt wird. Auf der Zeichnung ist
in Abb. i der gegossene Gestenkörper des Mittelteils einer der Erfindung entsprechenden
Doppelkokille teils in Ansicht von der Flachseite, teils im Schnitt dargestellt.
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Abb. 2 zeigt einen durch die Nachbarteile ergänzten senkrechtenSchnittnachLitlieII-II
der Abb. i, Abb. 3 einen durch eine Außenkammer ergänzten Querschnitt nach Linie
III-III der Abb. i.
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Der den Mittelteil der in der vielfach üblichen Doppelform ausgebildeten
Kokille bildende, von dem Gestellfuß i getragene. in der Hauptsache rahmenförmige
Gußkörper 2 enthält den einen der drei Kühlmantelräulne der Doppelform. Die beiden
anderen Kühlmantelräume sind in den ebenfalls rahmenförmigen Außenkammern 3 enthalten,
die durch Scharniere oder in sonst geeigneter Weise mit dem mittleren Gußkörper
2 beweglich verbunden sind. Der Wasserraum der Mittelkammer wird an beiden Flachseiten,
derjenige jeder der beiden Außenkammern an der Innenseite durch je eine aus geeignetem
Metall bestehende Gießformplatte 4. abgeschlossen, deren Ränder an entsprechenden
Umrahmungen der drei Wassermantelkammern wasserdicht befestigt sind.
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Die zwischen je zwei Gießformplattenpaaren d. liegenden beiden Gießformen
5 werden an ihren Rändern, wie üblich, durch Randleisten 6 abgeschlossen, welche
nur oben eine zum Eingießen des flüssigen Metalls dienende Öffnung offen lassen.
An den Außenseiten erhalten die Wasserräume der beiden Außenkammern ihren Abschluß
vorzugsweise durch die fest angegossenen Außenwände 7.
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. Der- innere Hohlraum der in den Gußkörpern 2 bzw. 3 enthaltenen
Kühlräume ist durch eine Anzahl von Rippen 8 unterteilt, die bei der Mittelkammer
zwischen den beiden, ihren Hohlraum außen begrenzenden Gießformplatten a, bei den
beiden Außenkammern zwischen der entsprechenden inneren Gießformplatte und der Außenwand
7 anschließend durchgeht und gegen eine mittlere senkrechte, vorzugsweise angegossene
Leiste oder Rippe 9 hin aufwärts schräg gerichtet sind. Diese mittlere Leiste enthält
einen längs durchgehenden Vorwärmkanal io, welcher sich im Mittelteil unten an einem
im Fuß dieses Teils liegenden Mittelkanal i i anschließt, während die entsprechenden,
im Körper der beiden Außenkammern 3 angeordneten Vorwärmkanäle unten mit einem beispielsweise
nach außen gerichteten Zuführungsstutzen 12 in Verbindung stehen.
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Am oberen Ende, wo die Mittelleisten 9 in die obere Umrahmung der
Gußkörper 2 bzw. 3 übergehen, sind die Vorwärmkanäle mit einem in diesem Umrahmungsteil
liegenden Verteilungskanal 13 verbunden, an dessen Enden sich je ein Fallkanal 14.
anschließt, der die senkrechten Teile der Umrahmung durchzieht. Die Fallkanäle sind
gegen den Wasserraum hin mit Ausgangsöffnungen 15 versehen, von denen jede in eine
der übereinander liegenden Teilkammern des Wasserraumes ausmündet. Die diese trennenden
Abteilwände sind in der Nähe der 1littelleiste o mit je eitler Durchbrechung 16
versehen, durch die die Teilkammern mit den darunter liegenden in Verbindung gesetzt
werden. Die Weite der Durchbrechungen nimmt von unten nach oben zu, so daß dadurch
in der Nachbarschaft der Mittelleiste ein senkrechter, nach oben erweiternder Kanal
gebildet wird, durch welchen das in den Teilkammern erwärmte Kühlwasser unter Mitwirkung
des Auftriebs nach oben abströmen kann.
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Der Vorwärmkanal des Mittelteils 2 wird beiderseits, derjenige der
Außenkammern 3 längs seiner Innenseite von je einem Wärmeaustauschkanal 17 begleitet,
der durch eine obere, mittels eines Einschnittes i9 in der Mittelleiste gebildete
Eingangsöffnung mit dem obersten Teil des Wasserraums und unten mit dem Abflußkanal
18 in Verbindung steht.
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Wenn der Zuführungskanal i i der Mittelkammer bzw. die Zuführungsstutzen
12 der Außenkammern durch Rohr- oder bewegliche Schlauchleitungen während des Gießvorganges
mit einer Druckwasserleitung in Verbindung gesetzt wird, so strömt das frische Kühlwasser
durch die Vorwärmkanäle io aufwärts und durch die Verteilungskanäle 13 den Fallkanälen
14 zu, so daß es durch die Ausgangsöffnungen 15 jeder einzelnen der Teilkammern
des Wasserraumes zugeführt wird und diesen gegen dessen obere Ausgangsöffnung 16
hin durchströmt. Das dadurch erwärmte Wasser fließt durch den Fallkanal 14 dem Abflußkanal
i8 zu und gibt dabei einen mehr oder weniger erheblichen Teil der aufgenommenen
Wärlne an den Metallkörper der Mittelleiste 9 ab, welche ihrerseits durch das durch
den benachbarten Kanal io zufließende Frischwasser lebhaft gekühlt wird. Hierdurch
erhält letzteres einen Grad der Vorwärmung, der lediglich von der Durchflußgeschwindigkeit
abhängt.
Wegen dieser Vorwärinung gelangt das Kühlwasser schon mit
erheblich erhöhter Temperatur in die einzelnen Teilräume des Kühlmantels, in denen
es mit den durch das flüssige Metall unmittelbar erhitzten Gießformplatten in Berührung
kommt. Der Grad der Kühlwirkung wird hierdurch entsprechend eingeschränkt, aber
vermöge der parallelen Durchströmung der Teilkammern in gleichmäßigen Grenzen gehalten.
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Die Auswirkung der Ungleichmäßigkeit der Wärmeaufnahme des Wassers,
die sich bei teilweiser Füllung der Gießform mit Metall notwendigerweise ergibt,
wird dadurch ausgeglichen, daß sie selbst einen erhöhten Auftrieb in den betreffenden
Kammern hervorruft, durch welche der Durchfluß des Kühlwassers in diesen der stärkeren
Wärmezufuhr unterworfenen Teilkammern auf Kosten der weniger erwärmten Kammern vergrößert
wird.
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Die Öffnungen, durch welche die Fallkanäle mit den einzelnen Kühlkammern
verbunden sind, werden vorzugsweise möglichst entfernt von den Formplatten so angeordnet,
daß der in diese Kammern eintretende Strahl von vorgewärmtem Frischwasser diese
Formplatten nicht unmittelbar bespülen kann, um an diesen Stellen Ungleichmäßigkeiten
der Wärmeentziehung in möglichst engen Grenzen zu halten. Aus dein gleichen Grunde
werden die das verbrauchte Wasser abführenden Wärmeaustauschkanäle im Gußkörper
der Kühlkammern vorzugsweise zwischen den Vorwärmkanälen und den Formplatten angeordnet.
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Man kann aber auch die Anordnung so treffen, daß der Vorwärmkanal
durch ein Rohr gebildet wird, welches in eine weitere Längshöhlung des Gußkörpers
eingesteckt wird, das als Wärineaustauschkanal dient, so daß diese die Vorwärmkanäle
rings umgeben.
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Unter Umständen kann man die Anordnung der Kanäle und Teilkammern
statt symmetrisch, wie beschrieben, auch einseitig in der Weise ausbilden, daß sich
die zum Vorwärmen des frischen und zum Abführen bzw. Rückkühlen des verbrauchten
Kühlwassers in einer der beiden senkrechten Rahmenteile des Gestenkörpers der Kühlkammern
befinden, während der Verteilungskanal in dein gegenüberliegenden senkrechten Rahmenteil
angeordnet ist und die mittlere, von den Längskanälen durchsetzte Längsleiste fortfällt.
Wenn es sich nicht, wie bei der vorstehend beschriebenen Einrichtung, um eine Doppelform,
sondern um eine einfache Form handelt, tritt an Stelle des doppelseitigen Mittelteils
ein solcher, welcher, dem einseitigen Außenteil entsprechend, an seiner Außenseite
statt durch eine Formplatte durch einen gußeisernen Boden abgeschlossen ist.