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Kokille zum stetigen Gießen von metallischen Strängen Bei der Herstellung
von metallischen Blöcken, Volloder Hohlstangen im sog. Stranggießverfahren verwendet
man Kühlkokillen, die mit Wasser gekühlt werden. Das Wasser wird nach dem Eintritt
in die Kokille durch innerhalb der Kokille angeordnete Leitbleche geführt und tritt
dann wieder aus der Kokille aus. Die Kühlung des Gießgutes durch das Kühlmittel
erfolgt hierbei also nur mittelbar über die innere Kokillenwand als Wärmeüberträger.
Man hat aber auch schon eine zusätzliche unmittelbare Kühlung des erstarrten Stranges
nach dessen Austritt aus der Kühlkokille durch Wasser vorgeschlagen. Dies ist dadurch
möglich, daß man in dem unteren Boden der Kokille Löcher anordnet, durch die das
Kühlwasser auf den Strang trifft und an ihm herunterrieselt. Das hat aber wiederum
den Nachteil, daß die vielen auf den Strang auftreffenden Einzelkühlsträhle eine
Spritz-,irkung ausüben, die in mancherlei Hinsicht für den Strang nachteilig ist.
Die Erfahrung hat nämlich gezeigt, daß in solchen Kokillen vergossene Stränge oft
eine unsaubere Oberfläche zeigen, die zur spanabhebenden Bearbeitung vor der weiteren
Verformung zwingt. Als Ursache für diese Oberflächenfehler wurde schließlich die
Tatsache erkannt, daß es in der Regel nicht möglich ist, durch die Spritzlöcher
eine vollkommen gleichmäßige Beaufschlagung der ganzen Strangoberfläche zu erzielen.
Auch werden einzelne Spritzlöcher leicht verstopft, was zu einer Vergrößerung der
Unregelmäßigkeit der Kühlung und damit auch zu Verkrümmungen des Stranges führen
kann. Schließlich zeigen Legierungen, die zur Seigerung neigen, an der Strangoberfläche
unregelmäßig verteilte Schwitzperlen aus niedrig schmelzenden Legierungsbestandteilen,
was zur Folge hat, daß der Strang über seinen Querschnitt Konzentrationsunterschiede
in seiner Zusammensetzung und damit schwankende mechanische Werte aufweist.
Die
Erfindung ist bestimmt, diese Nachteile von Kühlkokillen, bei denen das Kühlmittel
durch auf den Strang gerichtete Öffnungen im Kokillenboden austritt, zu vermeiden.
Dies geschieht im wesentlichen dadurch, daß im Kokillenboden, statt der Spritzlöcher
ein ringförmiger Schlitz mit einem freien Querschnitt angeordnet ist, der kleiner
als der der Zuflußleitung für das Kühlmittel ist. Durch diesen Schlitz und seine
Querschnittsbemessung wird eine gleichmäßige vollständige Umhüllung des aus der
Kokille austretenden Stranges und damit eine ganz gleichmäßige Kühlwirkung erreicht.
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Der Anordnung eines Schlitzes im Kokillenboden mußte zunächst die
Überlegung entgegenstehen, daß dadurch die als Doppelmantel ausgebildete Kokille
beträchtlich an Formbeständigkeit verliert, die eigentlich unbedingt aufrechterhalten
werden sollte. Tatsächlich aber hat sich gezeigt, daß dieser Schlitz einen weiteren
Vorteil bietet; denn nunmehr ist die als Wärmeüberträger dienende innere Kokillenwand
nicht mehr eingespannt, kann sich also auch nicht mehr unter dem Einfluß der Wärme
verwerfen.
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Bei der Kühlkokille gemäß der Erfindung kann der Schlitz in jedem
möglichen Winkel zum Strang stehen. Besonders vorteilhaft ist aber eine Neigung
von Iris höchstens 45° zum Strang, denn in dieser Lage ist jeder tote Kühlwinkel
ausgeschlossen, der bei der bekannten Kühlung mit im Kokillenlxoden angebrachten
Löchern nicht zu vermeiden ist.
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Der Austrittsquerschnitt dieses ringförmigen Schlitzes ist zweckentsprechend
so zu bemessen, daß er nicht größer als der Querschnitt der Zuflußleitung für das
Kühlwasser ist. Dadurch wird erreicht, daß die Kühlkokille ohne weitere Hilfsmittel,
wie Drosseln usw., stets mit dem Kühlwasser gefüllt bleibt.
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Bei der erfindungsgemäßen Kokille umschließt der Kühlmantel einen
verhältnismäßig kleinen Kühlraum. Hierdurch wird in Verbindung mit dem ihm angepaßten
Eintrittsquerschnitt des Kiihlwasseranschlusses und der erfindungsgemäßen Ausbildung
des Austrittsschlitzes für das Kühlwasser eine rasche Erneuerung des Kühlwassers
innerhalb der Kokille erzielt. Das ist besonders vorteilhaft, denn dadurch ist 'die
Gefahr einer Dampfbildung bei dem Kühlwasser gebannt und somit auch eine Kesselsteinbildung
unterbunden.
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An die Kühlkokilleschließt sich zweckensprechend und besonders vorteilhaft
unmittelbar ein gegen Wasseraustritt abgedichteter Kiililmittelbehälter an, in dem
das an dem erstarrenden Strang in einem Wassermantel herablaufende Kühlwasser aufgefangen
und daraus abgeleitet wird.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung hervor, in der ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert
ist.
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In den durch die innere Kokillenwand 2 der Kühlkokille gebildeten
Raum wird durch beikannte Mittel von oben her flüssiges Metall zugeführt, was nicht
weiter angedeutet ist. Dieses flüssige Metall erstarrt in der Kühlkokille zu dem
Metallstrang i, und zwar bildet sich in der Kokille nur eine äußere feste Schale,
während der Strangkern selbst noch flüssig bleibt. Um die innere Kokillenwand 2
ist ein Kühlmantel 3 gelegt, durch den hindurch mittels eines Rohrstutzens i i das
Kühlwasser in den durch die innere Kokillenwand 2 und den Kühlmantel 3 gebildeten
Kühlwasserraum gelangt.
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Die Kokillenwand 2 wird durch mehrere am Umfang des Kühlmantels 3
angeordnete Schrauben 4 in zentrischer Lage gehalten. Durch den erfindungsgemäßen
Ringspalt 5, der zwischen Kokillenwand 2 und Bodenplatte 6 igebildet wird, tritt
das Kühlmittel in den Kühlmittelbehälter 7 über. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
bildet der Ringschlitz 5 mit der Kokillenachse einen Winkel von 30°. Das Kühlmittel,
das sich in dem Kühlmittelbehälter 7 sammelt, fließt durch Cberlaufschlitz 8 in
den Ringkanalg und wird durch den Rohrstutzen io abgeleitet. Um den Kühlmitteldurchtritt
durch den. Ringspalt io zu erschweren, ist unter dein Kasten 7 ein Luftraum 12 angeordnet,
dem durch den Stutzen 15 Ventilatorluft zugeführt wird. Der statische Druck der
Ventilatorluft muß so groß sein, daß er der Flüssigkeitssäule lt im Behälter 7 die
Waage hält. Die Dichtungsplatte 13 mit Befestigungsring 14, die unter dem Luftkasten
12 angebracht ist, hat nur den Zweck, den Luftverbrauch in mäßigen Grenzen zu halten.
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Die erfindungsgemäße Kokille ist für Kokillen jeder Baulänge brauchbar.
Sie kann nicht nur zum Gießen von Vollsträngen, sondern auch unter Anwendung eines
Dorns zum Gießen von Hohlsträngen benutzt werden. In diesem Falle kann die an sich
bekannte Innenkühlung des gegossenen Stranges durch aus dem gekühlten Dorn austretendes
Kühlwasser auch arfindungsgeinäß allgewandelt werden, so daß also auch das Kühlwasser
des Dorns zum Zwecke der Innenkühlung des gegossenen Stranges in Form eines in sich
geschlossenen Mantels durch einen an der Stoßstelle zwischen seitlicher Dornwand
und Dornhoden vorgesehenen engen, ringförmigen Schlitz erfolgt. Die Innenkühlung
des Stranges wird dadurch besonders Ici-äfti"- und vor allem auch gleichmäßig.