EP0077315A2 - Stranggiesskokille - Google Patents
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- B22D11/045—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
Definitions
- the invention relates to a continuous casting mold, in particular a horizontal steel continuous casting mold for multi-strand casting plants, with a first mold part which forms the strand cross section and at least one second mold part arranged behind this in the direction of the strand passage and which is equipped with wall parts which support the strand surface and come into contact with it and which are counteracted by means of actuators the strand surface can be pressed.
- Chill molds of this type are known, for example, from DE-AS 27 58 514 or from Hermann, Handbook of Continuous Casting, Figure 430.
- the wall parts of the second mold part, the so-called aftercooler, which can be pressed onto the strand surface, are moved against the strand shell in these known molds by means of coil springs or pressure medium cylinders.
- the coil springs or pressure medium cylinders are arranged with their longitudinal axis oriented approximately perpendicular to the strand surface, and at least two springs or pressure medium cylinders are provided for each wall part, with at least one spring or a pressure medium cylinder acting on the inlet and outlet ends of each wall part.
- Springs have the advantage that they take up little space, but they have the disadvantage that the abrasion force changes with increasing abrasion of the wall parts, so that the wall parts abut the strand surface during casting with a higher and a lower setting force.
- springs do not allow the wall parts to be vented, as is useful, for example, when threading the starting strand into the mold; it would have to be its own L generallyvorrichtun g provided. Unevenly adjusted springs cause uneven wear on the wall parts.
- Pressure medium cylinders which allow easy ventilation of the wall parts of the aftercooler, however, require a large space behind each wall part of the aftercooler, which is disadvantageous because of the limited space in the mold. In particular, they cannot be used for a multiple-strand caster in which the strands are close together.
- the invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and has as its object to create a continuous casting mold of the type described at the beginning; which only takes up little space peripherally, in which the positioning force is independent of the abrasion of the wall parts and in which, seen over the length of the wall parts, completely identical positioning forces and therefore always the same abrasion is present.
- each actuator is arranged with their longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the line and that each actuator is connected by means of a direction of movement parallel to the longitudinal axis of the actuator in the direction approximately perpendicular to the longitudinal axis of the device with the inlet and outlet end of a wall part .
- a single actuator is expediently provided for each wall part.
- the device deflecting the direction of movement is designed as an angle lever, which is articulated on the actuator on the one hand with a lever arm and on the other hand on the wall part which can be pressed against the strand surface with the second lever arm, the angle lever being pivotable about an axis which is stationary with respect to the mold .
- the lever arm articulated on the wall part is advantageously connected to this wall part with play.
- each of the wall parts that can be pressed against the strand surface is guided on a stationary frame part of the mold by means of a guide perpendicular to the longitudinal axis of the strand, wherein for better adaptation of the wall parts to the strand surface, each of the wall parts that can be pressed against the strand surface is attached to a stationary frame part the mold is supported by means of a spherical bearing.
- a preferred embodiment is characterized in that the actuators are designed as double-acting pressure medium cylinders.
- the device deflecting the direction of movement is formed by a chain which can be moved in a guide which is curved over a quarter circle and is made up of links which are hinged to one another and which is fastened on the one hand to the wall part and on the other hand to the actuating device.
- FIG. 1 is a partially sectioned side view of a Horizontalstran g caster in a schematic illustration shows.
- FIG. 2 illustrates a view according to arrow III of FIG. 2 or a section along line III-III of FIG. 2.
- FIG. 4 shows a detail of the further embodiment.
- a continuous casting mold 3 is tightly fastened in the region of its pouring opening 2 and has, in a known manner, a copper jacket 5 which forms the mold cavity 4 and which is cooled.
- two further mold parts 7 and 8 are arranged behind this first mold part 6 forming the mold cavity 4, each of which is equipped with wall parts 9 supporting the strand surface and coming into contact with the strand surface.
- each of the aftercoolers 7, 8 has four wall parts 9, hereinafter referred to as cooling plates, through which cooling water flows.
- the cavity 11 of each cooling plate 9 through which the cooling water flows is connected to a hollow frame 13 of the aftercooler through which the cooling water flows by means of a connector 12 designed as a plug-in tube.
- a compensator 14, which can compensate for the movement of a cooling plate 9, is provided between the plug-in tube 12 and the frame 13.
- a graphite plate 15 which ensures optimum heat dissipation from the strand due to its good thermal conductivity, is attached to the side of the cooling plates 9 facing the strand surface.
- These graphite plates 15 represent wear plates, they enable low frictional resistance due to their low sliding friction with the strand and thus low pull-out forces for the strand.
- a bearing pin 16 is provided on each cooling plate on a rigid yoke 17 of the aftercooler, which carries a spherical bearing 18, on the outer ring of which a guide ring 19 is seated.
- This guide ring 19 enables a bearing bush mounted on the cooling plate 9 to slide in the direction of the axis 20 of the bearing bolt 16, the axis 20 of the bearing bolt being approximately normal to the plane. the cooling plate 9 is directed.
- This construction enables the position of each cooling plate to be automatically aligned with the strand surface, thus ensuring that the graphite plate 15 is completely supported on the strand surface.
- Each cooling plate 9 can be moved in the direction normal to the strand surface by means of an actuator 21, both towards the strand surface and away from the strand surface.
- the actuator is designed as a double-acting hydraulic cylinder arranged with its longitudinal axis 22 parallel to the line axis 23, which is articulated both with its articulated eye 24 arranged on the cylinder and with its articulated eye 25 provided on the piston by means of bolts 26 each with the longer arm 27 of an angle lever 28 is.
- Each angle lever 28 is pivotally mounted on the aftercooler by means of a fixed bolt 29.
- each angle lever is connected in an articulated manner to a bracket 31 screwed onto the cooling plate 9, wherein a bolt 32 is also used for the connection, but has a play 33 with respect to the bracket 31, so that a good mobility of the angle lever 28 is guaranteed.
- the movement of a cooling plate 9 towards the strand surface is limited by a stop 34, which is provided on a flange plate 10 of the aftercooler.
- Each stop 34 interacts with an angle lever 28.
- each wall part i.e. each cooling plate 9
- a separate, single actuating device 21 is provided which, via the direction of movement 22 of this actuating device 21, which is directed parallel to the longitudinal axis 23, in the direction approximately normal to the longitudinal axis 23, devices 28 with the inlet 35 and outlet 36 of a wall part 9 is connected, a uniform contact force is forced over the entire length of the wall part. This also ensures uniform wear of the graphite plates 15 over the length of the wall parts 9.
- the pressure in the cylinders 21 is expediently (advantageously automatically) set to an optimum value in accordance with the ferrostatic pressure in the strand sump and to other casting parameters, such as the pull-out speed and oscillation stroke of the strand, so that the support and cooling effect of the cooling plates 9 can be optimized with as little friction as possible.
- FIG. 4 a further embodiment is shown in which the g of an arc-shaped in a, approximately extending to a central angle of 90 0, rigidly mounted on the aftercooler Bo en Adjust 37 is formed, the direction of movement of a cylinder deflecting means, from inside of a chain 39, which is hinged to one another, is guided.
- the double-acting cylinder 21 is articulated on the one hand with its cylinder and on the other hand with its piston on such a chain 39.
- support members 40 are hinged to the inlet 35 and outlet end 36 of each wall part 9 of the aftercooler.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille, insbesondere eine Horizontalstahlstranggießkokille für mehrsträngige Gießanlagen, mit einem den Strangquerschnitt formenden ersten Kokillenteil und mindestens einem in Strangdurchlaufrichtung hinter diesem angeordneten zweiten Kokillenteil, der mit die Strangoberfläche stützenden und mit ihr in Kontakt gelangenden Wandteilen ausgestattet ist, die mittels Stellgeräten gegen die Strangoberfläche preßbar sind.
- Kokillen dieser Art sind beispielsweise aus der DE-AS 27 58 514 oder aus Hermann, Handbuch des Stranggießens, Bild 430, bekannt. Die an die Strangoberfläche preßbaren Wandteile des zweiten Kokillenteiles, des sogenannten Nachkühlers, werden bei diesen bekannten Kokillen über Schraubenfedern bzw. Druckmittelzylinder gegen die Strangschale bewegt. Dabei sind die Schraubenfedern bzw. Druckmittelzylinder mit ihrer Längsachse etwa senkrecht zur Strangoberfläche gerichtet angeordnet,und es sind je Wandteil mindestens zwei Federn bzw. Druckmittelzylinder vorgesehen, wobei jeweils mindestens eine Feder bzw. ein Druckmittelzylinder am Ein- und am Auslaufende jedes Wandteiles angreift. Federn haben zwar den Vorteil, daß sie wenig Platz beanspruchen, jedoch weisen sie den Nachteil auf, daß sich bei zunehmendem Abrieb der Wandteile die Anstellkraft verändert, so daß die Wandteile an der Strangoberfläche während des Gießens einmal mit höherer und einmal mit niedrigerer Anstellkraft anliegen.
- Weiters ist mit Federn ein Lüften der Wandteile, wie es beispielsweise beim Einfädeln des Anfahrstranges in die Kokille zweckmäßig ist, nicht möglich; es müßte dazu eine eigene Lüftvorrichtung vorgesehen werden. Ungleichmäßig eingestellte Federn bewirken einen ungleichmäßigen Verschleiß der Wandteile.
- Druckmittelzylinder, die zwar ein einfaches Lüften der Wandteile des Nachkühlers ermöglichen, benötigen jedoch einen großen Raum hinter jedem Wandteil des Nachkühlers, was wegen der beengten Platzverhältnisse bei der Kokille nachteilig ist. Insbesondere sind sie für eine Mehrfachstranggießanlage, bei der die Stränge eng beieinander liegen, nicht einsetzbar.
- Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Stranggießkokille der eingangs beschriebenen Art zu schaffen; die peripher nur wenig Platz benötigt, bei der die Anstellkraft unabhängig vom Abrieb der Wandteile ist und bei der über die Länge der Wandteile gesehen, vollkommen gleiche Anstellkräfte und somit stets ein gleicher Abrieb vorhanden ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stellgeräte mit ihrer Längsachse parallel zur Stranglängsachse angeordnet sind und daß jedes Stellgerät mittels einer die parallel zur Stranglängsachse gerichtete Bewegungsrichtung des Stellgerätes in Richtung etwa senkrecht zur Stranglängsachse umlenkenden Einrichtung mit dem Ein- und Auslaufende eines Wandteiles verbunden ist.
- Zweckmäßig ist für jeden Wandteil ein einziges Stellgerät vorgesehen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die die Bewegungsrichtung umlenkende Einrichtung als Winkelhebel ausgebildet, der einerseits am Stellgerät mit einem Hebelarm und anderseits an dem gegen die Strangoberfläche preßbaren Wandteil mit dem zweiten Hebelarm gelenkig verbunden ist, wobei der Winkelhebel um eine gegenüber der Kokille ortsfeste Achse schwenkbar ist.
- Dabei ist vorteilhaft der an dem Wandteil angelenkte Hebelarm mit diesem Wandteil mit Spiel verbunden.
- Um eine genaue Lage der Wandteile sicherzustellen, ist jeder der gegen die Strangoberfläche preßbaren Wandteile an einem ortsfesten Gerüstteil der Kokille mittels einer Führung senkrecht zur Stranglängsachse geführt, wobei zur besseren Anpassung der Wandteile an die Strangoberfläche jeder der gegen die Strangoberfläche preßbaren Wandteile an einem ortsfesten Gerüstteil der Kokille mittels eines Gelenklagers gelagert ist.
- Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgeräte als doppeltwirkende Druckmittelzylinder ausgebildet sind.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die die Bewegungsrichtung umlenkende Einrichtung von einer in einer über einen Viertelkreis bogenförmigen Führung bewegbaren und aus aneinander angelenkten Gliedern bestehenden Kette ausgebildet, die einerseits am Wandteil und anderseits am Stellgerät befestigt ist.
- Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Horizontalstranggießanlage in schematischer Darstellung zeigt. In Fig. 2 ist ein Nachkühler der Stranggießkokille in vergrößertem Maßstab teilweise im Längsschnitt dargestellt. Fig. 3 veranschaulicht eine Ansicht gemäß dem Pfeil III der Fig. 2 bzw. einen Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2. In Fig. 4 ist ein Detail der weiteren Ausführungsform gezeigt.
- An einem auf Schienen horizontal verfahrbaren Zwischengefäß 1 ist im Bereich dessen Ausgußöffnung 2 eine Stranggießkokille 3 dicht befestigt, die in bekannter Weise einen den Formhohlraum 4 bildenden Kupfermantel 5, welcher gekühlt ist, aufweist.
- In Strangdurchlaufrichtung gesehen, sind hinter diesem den Formhohlraum 4 bildenden ersten Kokillenteil 6 zwei weitere Kokillenteile 7 und 8 angeordnet, die jeweils mit die Strangoberfläche stützenden und mit der Strangoberfläche in Kontakt gelangenden Wandteilen 9 ausgestattet sind.
- Diese beiden weiteren Kokillenteile 7, 8, die nachfolgend als Nachkühler bezeichnet sind, sind an dem ersten Kokillenteil 6 mittels Flanschplatten 10 befestigt und bilden mit diesem zusammen die Horizontalstranggießkokille 3. Die Nachkühler 7, 8 haben den Zweck, die Strangschale durch intensives Kühlen des Stranges zu verstärken und ein Wiederaufschmelzen der Strangschale durch die im Stranginnerenfrei werdende Kristallisationswärme zu verhindern. Jeder der Nachkühler 7, 8 weist vier Wandteile 9, nachfolgend als Kühlplatten bezeichnet, auf, die von Kühlwasser durchflossen werden. Der vom Kühlwasser durchflossene Hohlraum 11 jeder Kühlplatte 9 ist zu diesem Zweck mittels eines als Steckrohr 12 ausgebildeten Anschlußstückes an einem vom Kühlwasser durchflossenen hohlen Rahmen 13 des Nachkühlers angeschlossen. Zwischen dem Steckrohr 12 und dem Rahmen 13 ist ein Kompensator 14, der die Bewegung einer Kühlplatte 9 ausgleichen kann, vorgesehen.
- An der zur Strangoberfläche gerichteten Seite der Kühlplatten 9 ist jeweils eine Graphitplatte 15, die durch ihre gute Wärmeleitfähigkeit eine optimale Wärmeabfuhr vom Strang gewährleistet, angebracht. Diese Graphitplatten 15 stellen Verschleißplatten dar, sie ermöglichen durch ihre niedrige Gleitreibung mit dem Strang einen geringen Reibungswiderstand und damit geringe Ausziehkräfte für den Strang. Zum Halten jeder Kühlplatte 9 ist je Kühlplatte ein Lagerbolzen 16 an einem starren Joch 17 des Nachkühlers vorgesehen, der ein Gelenklager 18 trägt, auf dessen Außenring ein Führungsring 19 sitzt. Dieser Führungsring 19 ermöglicht das Gleiten einer an der Kühlplatte 9 montierten Lagerbüchse inRLchtung der Achse 20 des Lagerbolzens 16, wobei die Achse 20 des Lagerbolzens etwa normal zur Ebene . der Kühlplatte 9 gerichtet ist. Durch diese Konstruktion ist ein selbsttätiges Ausrichten der Lage jeder Kühlplatte an die Strangoberfläche möglich und somit eine ganzflächige Auflage der Graphitplatte 15 an der Strangoberfläche gewährleistet.
- Jede Kühlplatte 9 läßt sich mittels eines Stellgerätes 21 in Richtung normal auf die Strangoberfläche bewegen,und zwar sowohl zur Strangoberfläche hin als auch von der Strangoberfläche weg. Das Stellgerät ist als doppeltwirkender, mit seiner Längsachse 22 parallel zur Strangachse 23 angeordneter Hydraulikzylinder ausgebildet, welcher sowohl mit seinem am Zylinder angeordneten Gelenkauge 24 als auch mit seinem am Kolben vorgesehenen Gelenkauge 25 mittels Bolzen 26 jeweils mit dem längeren Arm 27 eines Winkelhebels 28 gelenkig verbunden ist. Jeder Winkelhebel 28 ist mittels eines ortsfesten Bolzens 29 am Nachkühler schwenkbar gelagert. Der kurze Arm 30 jedes Winkelhebels ist mit einer auf der Kühlplatte 9 aufgeschraubten Konsole 31 gelenkig verbunden, wobei zur Verbindung ebenfalls ein Bolzen 32 dient, der jedoch gegenüber der Konsole 31 ein Spiel 33 aufweist, damit eine gute Beweglichkeit des Winkelhebels 28 gewährleistet ist. Die Bewegung einer Kühlplatte 9 zur Strangoberfläche hin wird durch einen Anschlag 34, der jeweils an einer Flanschplatte 10 des Nachkühlers vorgesehen ist, begrenzt. Jeder Anschlag 34 wirkt jeweils mit einem Winkelhebel 28 zusammen. Beim Lüften einer Kühlplatte 9 gelangen ebenfalls Anschläge der Kühlplattenrückseite mit dem Winkelhebel 28 in Kontakt, so daß auch die Bewegung der Kühlplatte 9 in Richtung vom Strang weg begrenzt ist.
- Die Funktion der Einrichtung ist folgende: Dadurch, daß für jeden Wandteil, d.h. jede Kühlplatte 9, ein eigenes, einziges Stellgerät 21 vorgesehen ist, welches über die Bewegungsrichtung 22 dieses Stellgerätes 21, die parallel zur Stranglängsachse 23 gerichtet ist,in Richtung etwa normal zur Stranglängsachse 23 umlenkende Einrichtungen 28 mit dem Ein- 35 und Auslaufende 36 eines Wandteiles 9 verbunden ist,, wird eine gleichmäßige Anstellkraft über die gesamte Länge des Wandteiles erzwungen.Damit ist auch ein gleichmäßiger Verschleiß der Graphitplatten 15 über die Länge der Wandteile 9 gewährleistet.
- Durch Einstellen eines höheren hydraulischen Druckes in den Zylindern 21- der unteren Kühlplatten kann das Eigengewicht des Stranges und der Kühlplatten 9 ausgeglichen werden. Dadurch kann eine gleichmäßige Abstützung des Stranges erreicht werden. Anstelle des unterschiedlichen hydraulischen Druckes könnten auch in den Zylindern 21 oder am Hebelmechanismus 28 angeordnete Federn zum Einsatz kommen.
- Zweckmäßig wird der Druck in den Zylindern 21 (vorteilhafterweise automatisch) dem ferrostatischen Druck im Strangsumpf und an andere Gießparameter, wie beispielsweise Ausziehgeschwindigkeit und Oszillierhub des Stranges, entsprechend, auf einen optimalen Wert eingestellt, so daß die Stütz-und Kühlwirkung der Kühlplatten 9 bei möglichst geringer Reibung optimiert werden.
- Infolge der Anordnung der Hydraulikzylinder 21 parallel zur Stranglängsachse 23 ergeben sich äußerst günstige Platzverhältnisse, und es ist möglich, die erfindungsgemäße Stranggießkokille 3 auch für Mehrfachstranggießanlagen zu verwenden, wobei die Stränge eng benachbart geführt werden können.
- Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, die Kühlplatten 9 vom Strang abzuheben (zu lüften), was beim Einfädeln des Anfahrstranges in die Kokille von Vorteil ist. Die empfindlichen Graphitplatten werden dadurch bei diesem Vorgang vor einer Beschädigung bewahrt.
- In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die die Bewegungsrichtung eines Zylinders umlenkende Einrichtung von einer in einer bogenförmigen, sich etwa um einen Zentriwinkel von 900 erstreckenden, starr am Nachkühler montierten Bogenführung 37 gebildet ist, innerhalb der eine aus aneinander gelenkten Laschen 38 gebildete Kette 39 geführt ist. Der doppeltwirkende Zylinder 21 ist einerseits mit seinem Zylinder und anderseits mit seinem Kolben an eine solche Kette 39 angelenkt. An den Enden der Ketten 39 sind am Ein- 35 bzw. Auslaufende 36 jedes Wandteiles 9 des Nachkühlers befestigte Stützglieder 40 angelenkt.
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