DE69210988T2 - Vielzweckstranggiesskokille - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Gußkokille gemäß dem Hauptanspruch. Genauer gesagt wird die Kokille nach der Erfindung in Anlagen verwendet, die flüssiges Metall stranggießen, und sie wird im allgemeinen stromab einer Zwischenpfanne und stromauf des Abführrollenförderers angeordnet.
• Die Kokille nach der Erfindung kann mit anderen analogen oder identischen Kokillen kombiniert werden, um eine Anzahl von Stanggußstraßen zu bilden.
• Stranggußkokillen können von vertikaler, gekrümmter oder fast horizontaler Bauart sein.
• Stranggußkokillen bestehen im allgemeinen aus einem Kristallisator, der aus Kupfer oder eine Kupferverbindung hergestellt ist, durch den das von einer Zwischenpfanne einlangende Metall läuft und welcher bei der Inbetriebnahme mit einem Gleitboden zusammenwirkt, auf welchem tannenbaumförmige Mittel befestigt sind, die mit dem gegossenen, flüssigen Metall verankert werden.
• Der Gleitboden ist mit einem Kaltstrang verbunden, welcher mit einem Abfuhrrollenförderer, der stromab der Kokille gelegen ist, zusammenwirkt, sodaß der geformte Strang gezogen wird.
• Es ist bekannt, daß die geformten und die Kokille verlassenden Stränge durch geeignete Kühlmittel weiter gekühlt werden, die üblicherweise aus Düsen bestehen, welche eine Kühlflüssigkeit, normalerweise Wasser, sprühen und den gebildeten Strang direkt treffen.
• Stranggußkokillen besitzen Systeme zum Messen und Überprüfen des Flüssigmetallpegels in dem Kristallisator. Diese Meßsysteme haben den Zweck, ein Überfiießen des Flüssigmetalls oder einen zu geringen Pegel desselben zu verhindern.
• In diesen Kokillen kann ein elektromagnetischer Rührer vorgesehen sein, um das flüssige Metall in der Kokille homogen zu machen.
• Bei den Kokillen nach dem Stand der Technik Arbeiten zum Säubern und Warten einen großen Zeitverlust und eine entsprechende Reduktion des Ausstoßes der Kokille.
• Weiters bilden bekannte Kokillen einen Widerstand gegen den elektromagnetischen Fluß des Rührers und weisen ungeeignete Mittel zur Überwachung des Metallpegels auf.
• Überdies bringen die Vorgänge zum Ersetzen und Warten der Kokillen und des ersten Abschnittes der Abfuhrrollen technische Probleme und eine großen Zeitverlust mit sich.
• Auch bringt das Ersetzen aller Kokillen in einer Anzahl von Gußstraßen, Kokille um Kokille, einen großen Zeit- und Energieverlust mit sich.
• Das Wiederanordnen der Kokillen auf ihren zugehörigen Rollenförderern ergibt weiters Probleme in bezug auf das Ausrichten und die korrekte Anordnung.
• Darüberhinaus beeinträchtigt der Einsatz, bzw. Nicht-Einsatz des elektromagnetischen Rührers die Kokille als solche, die komplett zu ersetzen ist.
• Um diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und um weitere Vorteile zu erzielen haben die Anmelder diese Erfindung entworfen, getestet und ausgeführt.
• Die Erfindung ist in dem Hauptanspruch geoffenbart und charakterisiert, wogegen in den abhängigen Ansprüchen Varianten der Idee und der Hauptausführungsform niedergelegt sind.
• Die Erfindung ermöglicht die Schaffiing einer Kokille, die für eine rasche und praktische Installation eines allfälligen elektromagnetischen Rührers bereits vorbereitet ist.
• Gemäß der Erfindung besitzt die Kokille in jener Zone, in welcher der elektromagnetische Rührer arbeitet oder arbeiten wird zumindest einen Schirm, um das Kühlfluid umzulenken und weiterzufördem. Dieser Schirm besteht aus einem zwischen dem Rührer und dem Kristallisator angeordneten, nicht magnetischen Material, damit Störungen des elektromagnetischen Flusses des Rührers auf ein Minimum reduziert werden.
• Die Kokille nach der Erfindung besitzt auch zumindest ein System zum Überwachen des Flüssigmetallpegels, wobei dieses System auf Magnetismus und/oder auf Radioaktivität beruht.
• Diese Überwachungssyssteme können getrennt oder in Kombination arbeiten, sodaß sie das in- Betrieb-Setzen der Kokille in automatischer Folge ermöglichen, d.h., den Beginn des Entfernens und Ausziehens des tannenbaumförmigen Mittels, sobald der Pegel des geschmolzenen Metalls in dem Kristallisator den gewünschten Wert erreicht.
• Falls das Überwachungssystem auf Radioaktivität beruht, besitzen die zwischen der vorteilhafterweise abgeschirmten Strahlenquelle und dem Radioaktivitätsmonitor gelegenen, metallischen Elemente im Bereich des Durchgangs des radioaktiven Flusses geeignete, verdünnte Rillen, sodaß der Abschirmeffekt dieser Elemente verringert und die Empfindlichkeit des Systems dadurch erhöht wird.
• Falls das Überwachungssystem auf Magnetismus beruht, ist der magnetische Monitor in der Nähe der äußeren Seitenwand des Kristallisators, ohne Abschirmung dazwischen, angeordnet.
• Die Kokille nach der Erfindung kann auch mit einem Ausziehmittel kombiniert werden, welches ermöglicht, daß eine einzelne Kokille oder zwei oder mehr Kokillen von zwei oder mehr Gußstraßen ausgezogen bzw. gleichzeitig ausgezogen werden, sodaß die Vorgänge des Ausziehens und des Wiederinstallierens leicht, schnell und ökonomisch ausgeführt werden können. Diese Kombination hilft bei Wartungsarbeiten entfernt von der Walzstraße.
• Die Kokille nach der Erfindung besitzt weiters Einstell- und automatische Ausrichtmittel, welche das Ausrichten der Kokille mit dem Abfuhrrollenförderer während der Installation oder Wiederinstallation der Kokille erleichtern.
• Auch besitzt die Kokille nach der Erfindung Befestigungsmittel, welche mit dem ersten entfernbaren Abschnitt des Abführrollenförderers zusammenwirken, sodaß die Kokille und der Abschnitt gleichzeitig zur Wartung und Einstellung entfernt und wieder befestigt werden können.
• Die beigefügten Figuren sind als nicht-einschränkendes Beispiel gegeben und zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wie folgt:
• Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer gekrümmten Stranggußanlage,
• Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt einer Kokille nach der Erfindung längs der Linie A-A der Fig. 3,
• Fig. 3 einen Schnitt der Kokille nach Fig. 2 längs der Linie B-B der Fig. 2,
• Fig. 4 einen Schnitt der Kokille nach Fig. 2 längs der Linie C-C der Fig. 3 und
• Fig. 5 eine Ansicht der Kokille nach Fig. 2 von unten gemäß dem Pfeil D.
• Eine Kokille nach der Erfindung wird in den Figuren allgemein mit der Nummer 10 bezeichnet.
• Eine Stranggußanlage 11 besitzt in diesem Beispiel die gekrümmte Kokille 10, die unmittelbar unterhalb einer Zwischenpfanne 12 und stromauf eines Abfuhrrollenförderers 13 gelegen ist, der zur schnelleren Wartung einen ersten entfernbaren Abschnitt 14 besitzt.
• Das geschmolzene Metall gleitet in dem Kristallisator 16, verfestigt sich und wird kontinuierlich in Form eines kontinuierlichen Stranges 15 abgezogen.
• Der Kristallisator 16, der in diesem Fall einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt besitzt, ist fest an einer Kammer 17 befestigt.
• Bei diesem Beispiel wird der Kristallisator 16 von einer Kühlflüssigkeit, üblicherweise Wasser, gekühlt, welches durch einen Zwischenraum 50 zwischen einem Mantel 18 und dem Kristallisator 16 strömt. Es sind Sammel- und Verteilkammern, begrenzt von einer außeren Seitenwand 19 der Kammer 17 vorgesehen.
• Die Kammer 17 weist an ihrem unteren, zweiten Abschnitt eine im wesentlichen kreisförmige Umhüllung 20 auf, innerhalb der gegebenenfalls ein elektromagnetischer Rührer 21 angeordnet werden kann, welcher dazu geeignet ist, das geschmolzene Metall in dem Kristallisator 16 homogen zu machen.
• Bei einer solchen Ausführung kann die Kokille 10 mit oder ohne dem elektromagnetischen Rührer 21 arbeiten, wobei eine beträchtliche Menge an Kühlflüssigkeit in Übereinstimmung mit der oberen Zone des Kristallisators 16, in der das flüssige Metall gelegen ist, vorhanden ist.
• Der untere Abschnitt der Kammer 17 ist durch einen Boden 22 verschlossen, welcher den Kristallisator 16 trägt, und der mit Hilfe von Verankerungsmitteln, die in diesem Fall aus einer Mehrzahl von längs des Umfanges des Bodens 22 angeordneten Bolzen 23 bestehen, leicht von der Kammer 17 getrennt bzw. an dieser befestigt werden kann.
• Die Installation des allfälligen elektromagnetischen Rührers 21 an der Kokille 10 wird durch Entfernen des Bodens 22 und Einsetzen des elektromagnetischen Rührers 21 in die kreisförmige Umhüllung 20 von unten durchgeführt.
• Ein Entfernen des Bodens 22 führt auch zu einem Entfernen des Kristallisators 16, der an dem Boden 22 mit Hilfe geeigneter Bolzen gesichert ist.
• Wenn die gesamte Anordnung wieder installiert ist, wird der Rührer 21 somit innerhalb der kreisförmigen Umhüllung 20 gehalten und durch den Boden 22 abgestützt, an dem der Rührer 21 bei diesem Beispiel mit Hilfe einer Mehrzahl von Bolzen 49 befestigt ist.
• Zumindest der mit dem elektromagnetischen Rührer 21 korrespondierende Teil des Mantels 18 besteht vorteilhafterweise aus einem nicht magnetischen Material 42, um die Störungen auf ein Minimum zu reduzieren, welche in dem von dem elektromagnetischen Rührer 21 erzeugten elektromagnetischen Feld durch den Mantel 18 verursacht werden.
• Bei diesem Beispiel ist die in den Figuren gezeigte Kokille 10 mit zwei Systemen zur Überwachung des Flüssigmetallpegels ausgerüstet. Diese Systeme beruhen auf Radioaktivität 24 und auf Magnetismus 25, und sie können je alleine oder in Kombination arbeiten. sodaß die Überwachung des Flüssigmetallpegels in dem Kristallisator 16 optimiert wird.
• Mit Hilfe dieser Pegelüberwachungssysteme 24-25 kann man eine genaue Information erhalten, sodaß mit Sicherheit auf automatische Weise der Start eines neuen Gießvorganges gesteuert werden kann, sobald das flüssige Metall in dem Kristallisator 16 den gewünschten Pegel erreicht hat.
• Das auf Radioaktivität beruhende Pegelüberwachungssystem 24 besitzt in diesem Fall zumindest eine Strahlenquelle 26 und zumindest einen damit zusammenarbeitenden Radioaktivitätsmonitor 27, wobei der Kristallisator 16 dazwischen angeordnet ist.
• In diesem Beispiel ist die Strahlenquelle 26 innerhalb eines nach oben offenen Behälters 28 angeordnet, dem der Zweck zukommt, die Strahlenquelle 26 und deren Abschirmung 51 zu halten und zu positionieren.
• In der Abschirmung 51 ist etwa bei dem Pegel des flüssigen Metalls in dem Kristallisator 16 ein vertikaler Längsschlitz 29 ausgearbeitet. Auch ein Radioaktivitätsmonitor 27 arbeitet etwa auf dem Pegel des geschmolzenen Metalls.
• Aus dem vertikalen Längsschlitz 29 tritt Strahlung 30 aus und wird von dem Radioaktivitätsmonitor 27 hinsichtlich der tatsächlichen Position des Pegels aus Flussigmetall aufgenommen.
• Sowohl bei dem Kristallisator 16 als auch bei dem Mantel 18 ist ihre Dicke in Übereinstimmung mit der Zone des radioaktiven Flusses 30 geeignet reduziert 31, sodaß ihr Abschirmeffekt verringert wird und eine Strahlenquelle 26 geringerer Aktivität verwendet werden kann, ohne daß die Resultate beeinträchtigt werden.
• In diesem Beispiel besteht das auf Magnetismus beruhende Pegelüberwachungssystem 25 aus einem magnetischen Monitorsystem 32, das fest an dem Mantel 18 befestigt ist.
• Der Mantel 18 besitzt hier in Übereinstimmung mit dem magnetischen Monitor 32 eine Öffnung 33 einer Form, die mit dem magnetischen Monitor 32 zusammenpaßt. Der magnetische Monitor 32 ist in die Öffhung 33 eingesetzt, sodaß er dem Kristallisator 16 direkt gegenüberliegt, wodurch die Störungen des Magnetflusses auf ein Minimum reduziert werden.
• Die Kokille 10 besitzt Einstell- und Ausrichtmittel, welche das Positionieren erleichtern und die Ausrichtung der Kokille mit dem Abführrollenförderer 13 und im besonderen mit dem ersten entfernbaren Abschnitt 14 desselben ermöglichen.
• Das Einstellmittel 34 besitzt in diesem Fall Führungsrollen 35, die mit dem Boden 22 verbunden und so angeordnet sind, daß sie mit Führungsblockabstützungen 36, die an dem Abführrollenförderer 13 befestigt sind, zusammenarbeiten können.
• Geeignete Federn wirken mit den Führungsrollen 35 zusammen und bestehen in diesem Fall aus Tellerfedern 37, die innerhalb eines Verbindungsgehäuses 38 fest mit dem Boden 22 verbunden sind.
• Die Tellerfedern 37 ermöglichen es, daß die Führungsrollen 35 axial und nachgiebig längs der Achse 39 versetzt werden können, um das Positionieren und Ausrichten der Kokille 10 auf dem Abführrollenförderer 13 zu unterstützen.
• Die Führungsblockabstützungen 36 besitzen geeignete Führungsblöcke 40, welche mit den Führungsrollen 35 zusammenwirken und Abschrägungen 52, die ein Einführen und Ausrichten gewährleisten.
• Die Führungsblöcke 40 besitzen einen Gleitabschnitt 53, damit die Führungsrollen 35 als Folge der im wesentlichen vertikalen Oszillationsbewegung der Kokille 10 laufen können, was nach dem Stand der Technik gut bekannt ist.
• Die Führungsblockabstützungen 36 können mit Hilfe geeigneter Befestigungsmitteln, die in diesem Fall aus Bolzen 41 bestehen, an dem Boden 22 befestigt werden. Die Bolzen 41 können sich innerhalb der Verbindungsmittel 55 frei bewegen, welche mit den Führungsblockabstützungen 36 fest verbunden sind, sodaß sie der Oszillation der Kokille 10 folgen ohne mit dem Abfuhrrollenförderer 13 in Kontakt zu kommen.
• Wenn die Kokille 10 entfernt ist, kann auf diese Weise der erste entfernbare Abschnitt 14 des Abführrollenförderers 13 zu Wartungszwecken davon entfernt werden.
• Mit der Kokille 10 wirken Ausziehmittel 43 zusammen und sie ermöglichen es, daß eine einzelne Kokille 10 abgezogen oder zwei oder mehr Kokillen von zwei oder mehr Gußstraßen gleichzeitig abgezogen werden.
• Die Ausziehmittel 43 besitzen Zapfen 44, die in diesem Fall starr an bewegbaren Wagen 45 befestigt sind, die - durch geeignete Antriebe 47 angetrieben - sich auf geeigneten Führungen 46 bewegen, welche fest an einer Verbindungsplatte 54 befestigt sind. Bei diesem Beispiel wirken vier dieser Wagen 45 mit jeder Kokille 10 zusammen.
• Die Wagen 45 werden in einer solchen Weise versetzt, daß die entsprechenden Zapfen 44 gleichzeitig mit Löchern 48 zusammenwirken, die an der Kokille 10 vorgesehen und an der Außenseite der Kammer 17 angeordnet und in bezug auf den Kristallisator 16 gleichmäßig verteilt sind.
• Gemäß einer Variante kann die Verbindungsplatte 54 des Ausziehmittels 43 gleichzeitig an einer Mehrzahl von Kokillen 10 angreifen, sodaß diese Kokillen 10 gleichzeitig zusammen mit oder ohne dem ersten entfernbaren Abschnitt 14 des zugehörigen Abführrollenförderers 13 abgezogen werden können.

Claims (9)

1. Kokille (10), welche mit einem Abführrollenförderer (13) zusammenarbeitet, dieser Rollenförderer einen ersten entfernbaren Abschnitt (14) besitzt, die Kokille mit einem elektromagnetischen Rührer (21) zusammenwirken und auch einen Teil mehrerer Gußstraßen bilden kann, sowie mit Mitteln (24-25) zur Überwachung des Flüssigmetallpegels, mit einem Kristallisator (16), mit einem Mantel (18), der einen Zwischenraum (50) für den beschleunigten Fluß eines Kühlfluids aufweist, mit einer äußeren Seitenwand (19) zur Bildung zumindest einer Kammer (17) und mit einem Abschlußboden (22), wobei die Kokille (10) dadurch gekennzeichnet ist, daß:

- die äußere Seitenwand (19) zumindest in ihrem zweiten unteren Abschnitt eine im wesentlichen kreisförmige Umhüllung (20) für die Aufhahme des elektromagnetischen Rührers (21) von außen besitzt, der auf dem Abschlußboden (22) in Lage gehalten und abgestützt ist,

- der Abschlußboden (22) an seinem unteren Ende Einstell- und Ausrichtmittel (34) besitzt, die mit im wesentlichen oberhalb des ersten entfernbaren Segmentes (14) vorgesehenen Führungsblock-Stützmitteln (36) zusammenpassen, und

- der Abschlußboden (22) in seinem unteren Abschnitt Befestigungsmittel (41) besitzt, die mit im wesentlichen oberhalb des ersten entfernbaren Segmentes (14) vorgesehenen Verbindungsmitteln (55) zusammenarbeiten.

2. Kokille (10) nach Anspruch 1, die ein auf Radioaktivität beruhendes Mittel zur Überwachung des Flüssigmetallpegels besitzt und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen nach oben offenen, sich in Längsrichtung im wesentlichen parallel zu dem Kristallisator (16) erstreckenden Behälter (28) aufweist, wobei zumindest der Kristallisator (16) Dickenreduktionen (31) besitzt, die mit dem Gebiet des Durchganges des radioaktiven Flusses zusammenwirken.

3. Kokille (10) nach Anspruch 1, die ein auf Magnetismus beruhendes Mittel zur Überwachung des Flüssigmetallpegels besitzt und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Mantel (18) eine Öffnung (33) aufweist, die mit dem vorderen äußeren des den Flüssigkeitspegel überwachenden, auf Magnetismus beruhenden Mittels (25) zusammenpaßt.

4. Kokille (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei welcher der Mantel (18) zumindest in seinem mit der im wesentlichen kreisförmigen Umhüllung (20) zusammenpassenden Abschnitt aus einem nichtmagnetischen Material besteht.

5. Kokille (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei welcher der Boden (22) den Kristallisator (16) abstützt und in Lage hält.

6. Kokille (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei welcher die Einstell- und Ausrichtmittel (34) mit den Führungsblock-Stützmitteln (36) einen anfänglich abgeschrägten Einführabschnitt (52) besitzen.

7. Kokille (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei welcher die Einstell- und Ausrichtmittel (34) mit den Führungsblock-Stützmitteln (36) einen linearen Gleitabschnitt (53) zum Zwecke eines Oszillierens des Kristallisators (16) besitzen.

8. Kokille nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei welchem sich die Befestigungsmittel (14) innerhalb der Verbindungsmittel (55) axial um einen vorgegebenen Wert bewegen können.

9. Kokille (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, welche an ihrer Oberseite zumindest zwei Befestigungs- und Abstützlöcher (48) zur Verbindung mit einem Ausziehmittel (43) aufweist.