EP0582358A1 - Kokille für Horizontalstrangguss - Google Patents

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EP0582358A1
EP0582358A1 EP93250132A EP93250132A EP0582358A1 EP 0582358 A1 EP0582358 A1 EP 0582358A1 EP 93250132 A EP93250132 A EP 93250132A EP 93250132 A EP93250132 A EP 93250132A EP 0582358 A1 EP0582358 A1 EP 0582358A1
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EP
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mold
plate
channels
end plate
cross
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EP93250132A
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Siegbert Wagner
Dieter Perings
Franz Keutgen
Rüdiger Winterhager
Peter Dr. Stadler
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Mannesmann AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/045—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
    • B22D11/047—Means for joining tundish to mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/045—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
    • B22D11/047—Means for joining tundish to mould
    • B22D11/0475—Means for joining tundish to mould characterised by use of a break ring

Definitions

  • the invention relates to a mold for the horizontal continuous casting of steel, in particular for flat products such as slabs.
  • the molds are usually attached to a side wall of a distributor.
  • the inlet cross-section of a connecting part made of ff material between the distributor and the mold is the same as the mold cross-section (see DE-OS 25 20 091).
  • a so-called breaking ring which preferably consists of boron nitride, to arrange.
  • the crushing ring is designed so that it forms the front boundary surface for the melt in the entrance area of the mold (see EP 0187 513 B1).
  • the outer diameter of the crushing ring corresponds at least to the casting cross-section of the mold and, due to its smaller clear diameter, forms a flange-like constriction of the casting cross-section of the mold.
  • this crushing ring is a wearing part that has to be replaced frequently.
  • Crushing rings made of boron nitride are complex to manufacture, expensive for large-sized casting cross sections and mechanically not very stable.
  • the invention seeks to avoid these disadvantages and to remedy the problem with an inexpensive, mechanically more stable solution, specifically with the measures specified in claim 1.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
  • the mold consists of a mold housing 1 with a crystallizer inserted therein.
  • the crystallizer is formed from a graphite part 2, which forms the mold cavity 10 in connection with a copper module 3 connected upstream on the casting side.
  • the graphite part 2 is supported by metal plates 4.
  • the mold is water-cooled. The cooling water is fed to the copper module 3 via connections 5, and the heat is removed via gaps 6, which are formed by the rear wall of the copper module 3 and a displacement body 7 arranged behind it.
  • the graphite part 2 is cooled in a similar manner via the coolant chamber 8 between the metal plates 4 and the mold housing 1.
  • the copper module 3 is now closed on the casting side by a plate 9 over part of the free cross-sectional area of the mold cavity 10.
  • the plate 9 can be attached to the end of the copper module 3, but it is preferably part of the copper module 3 itself.
  • the inner wall surface of the copper module 3 merges into the plate 9 with a radius.
  • one or more circular openings are provided inside the plate 9, which taper slightly towards the mold cavity 10 and serve to receive a crushing ring 11, preferably made of boron nitride.
  • An end plate 12 is connected upstream of the copper module 3 or the plate 9 of the copper module 3. This end plate 12 is in FIGS. 4-7 shown.
  • the size of the end plate 12 is such that the cross-sectional area of the copper module 3 is exceeded.
  • the end plate 12 also has recesses 13 which correspond in position and number to the openings for receiving the crushing rings 11 in the plate 9.
  • channels 14 are incorporated, through which cooling liquid flows, which are open toward the plate 9 and which extend from one end of the plate 12 to the other.
  • the channels 14 open on the one hand at the ends of the plate 12 in transversely arranged distribution channels 15 which are connected to connecting pieces 17 and on the other hand in ring channels 16 which surround the recesses 13.
  • the invention is applicable to all common dimensions and formats, for. B. Rectangular formats for slabs, square and round cross sections.
  • the crushing rings are dimensioned such that there is a ratio of the free flow cross section of the crushing ring to the clear cross-sectional area of the mold of 1 to 2.5 to 1 to 50.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kokille für das horizontale Stranggießen von Stahl zu großformatigen Strangquerschnitten, insbesondere Flachprodukte, bestehend aus einem wassergekühlten, den Formhohlraum für den Strang bildenden Metallmantel und an der Kokille eingießseitig gehaltenen Brechring für die Schmelzenzufuhr, der die Kokille über ein anschließendes Gießrohr mit einem Schmelzenvorratsgefäß (Verteiler) verbindet. Um eine kostengünstige und besonders stabile Kokille zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß die Kokille eingießseitig durch eine metallische Platte (9) über einen Teil der freien Querschnittsfläche des Formhohlraumes (10) verschlossen ist, die Platte (9) eine oder mehrere Öffnungen zur Aufnahme je eines Brechringes (11) aufweist, und vor der Platte (9) eine die Platte (9) übergreifende Stirnplatte (12) in flächigem Kontakt mit der Platte (9) angeordnet ist, die Stirnplatte (12) mit Ausnehmungen (13) versehen ist, die nach Lage und Anzahl mit den Ausnehmungen in der Platte (9) übereinstimmen und in die Stirnplatte (12) Kanäle (14) zur Kühlwasserführung eingearbeitet sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kokille für das horizontale Stranggießen von Stahl, insbesondere zu Flachprodukten wie Brammen.
  • Bei Horizontalstranggießanlagen sind üblicherweise die Kokillen an einer Seitenwand eines Verteilers befestigt. In vielen Fällen ist dabei der Einlaufquerschnitt eines Verbindungsteiles aus ff-Material zwischen Verteiler und Kokille gleich dem Kokillenquerschnitt (s. DE-OS 25 20 091).
  • Andererseits ist bekannt (US-PS 35 93 778), zwischen einer metallischen Kokille, die im Querschnitt größer ist als der Zufuhrkanal des Verteilers für die Schmelze und dem Verteiler eine wärmeleitende Platte aus Graphit mit mehreren Durchflußöffnungen anzuordnen. Dadurch soll im Übergangsbereich Verteiler-Kokille aus der Schmelze Wärme abgeführt und Risse in der Strangschale vermieden werden.
  • In neuerer Zeit ist man dazu übergegangen, zwischen der Zufuhrdüse und Kokille einen sog. Brechring, der bevorzugt aus Bornitrid besteht, anzuordnen. Der Brechring ist so ausgebildet, daß er im Eingangsbereich der Kokille die vordere Begrenzungsfläche für die Schmelze bildet (s. EP 0187 513 B1). Der Brechring entspricht im Außendurchmesser mindestens dem Gießquerschnitt der Kokille und bildet aufgrund seines geringeren lichten Durchmessers eine flanschartige Einschnürung des Gießquerschnittes der Kokille. Dieser Brechring ist im Gegensatz zur metallischen Kokille ein Verschleißteil, welches häufig ausgetauscht werden muß. Brechringe aus Bornitrid sind aber aufwendig in der Herstellung, bei großformatigen Gießquerschnitten teuer und mechanisch nicht sehr stabil.
  • Die Erfindung sucht diese Nachteile zu vermeiden und das Problem mit einer kostengünstigen, mechanisch stabileren Lösung zu beheben, und zwar mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kokille, zum Teil im Schnitt
    • Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt A - B nach Fig. 1
    • Fig. 3 einen Schnitt C - D nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung
    • Fig. 4 - 7 eine Stirnplatte für die Kokille, wobei
    • Fig. 4 eine Seitenansicht von der Kokillenseite aus,
    • Fig. 5 eine Seitenansicht der Stirnplatte nach Fig. 4 im Schnitt E - F
    • Fig. 6 einen Schnitt G - H nach Fig. 4 und
    • Fig. 7 einen Schnitt I - K nach Fig. 4 darstellen.
  • In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen die Eingießseite einer Stranggießkokille für die Erzeugung von Flachprodukten (Brammen). Die Kokille besteht aus einem Kokillengehäuse 1 mit darin eingesetztem Kristallisator. Der Kristallisator ist gebildet aus einem Graphitteil 2, das den Formhohlraum 10 in Verbindung mit einem eingießseitig vorgeschalteten Kupfermodul 3 bildet. Der Graphitteil 2 wird von Metallplatten 4 gestützt. Die Kokille ist wassergekühlt. Dem Kupfermodul 3 wird das Kühlwasser über Anschlüsse 5 zugeführt, und die Wärme über Spalte 6 abgeführt, die von der Rückwand des Kupfermoduls 3 und einem dahinter angeordneten Verdrängungskörper 7 gebildet sind. Die Kühlung des Graphitteils 2 erfolgt in ähnlicher Weise über den Kühlmittelraum 8 zwischen Metallplatten 4 und Kokillengehäuse 1. Gemäß der Erfindung ist nun das Kupfermodul 3 eingießseitig durch eine Platte 9 über einen Teil der freien Querschnittsfläche des Formhohlraumes 10 verschlossen. Die Platte 9 kann stirnseitig an dem Kupfermodul 3 befestigt sein, bevorzugt ist sie jedoch Bestandteil des Kupfermoduls 3 selbst. Dabei geht die Innenwandfläche des Kupfermoduls 3 mit einem Radius in die Platte 9 über. Innerhalb der Platte 9 sind je nach Größe der Querschnittsfläche des Formhohlraumes 10 eine oder mehrere kreisförmige Öffnungen vorgesehen, die sich zum Formhohlraum 10 hin leicht konisch verjüngen und zur Aufnahme eines Brechringes 11, vorzugsweise aus Bornitrid, dienen. Dem Kupfermodul 3 bzw. der Platte 9 des Kupfermoduls 3 ist eine Stirnplatte 12 vorgeschaltet. Diese Stirnplatte 12 ist in den Fig. 4 - 7 dargestellt. Die Stirnplatte 12 ist in ihrer Größe so bemessen, daß die Querschnittsfläche des Kupfermoduls 3 überragt wird. Die Stirnplatte 12 weist ferner Ausnehmungen 13 auf, die nach Lage und Anzahl mit den Öffnungen für die Aufnahme der Brechringe 11 in der Platte 9 übereinstimmen. Auf der der Platte 9 zugeordneten Seite der Stirnplatte 12 sind Kanäle 14 eingearbeitet, die von Kühlflüssigkeit durchströmt werden, zur Platte 9 hin offen sind und sich von einem zum anderen Ende der Platte 12 erstrecken. Die Kanäle 14 münden einerseits an den Enden der Platte 12 in quer angeordneten Verteilerkanälen 15, die mit Anschlußstutzen 17 verbunden sind und andererseits in Ringkanäle 16, die die Ausnehmungen 13 umgeben.
  • Die Erfindung ist anwendbar bei allen gängigen Abmessungen und Formaten, z. B. Rechteckformate bei Brammen, Quadrat- und Rundquerschnitte.
  • Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, wenn die Brechringe derart bemessen sind, daß sich ein Verhältnis zwischen dem freien Durchflußquerschnitt des Brechringes zur lichten Querschnittsfläche der Kokille von 1 zu 2,5 bis 1 zu 50 ergibt.
  • Durch die Erfindung werden verschiedene Vorteile erzielt. So sind beispielsweise drei kleine Brechringe in der Herstellung billiger als ein entsprechend großer Brechring. Ferner sind kleine Brechringe mechanisch stabiler, was sich auch in einer Erhöhung der Betriebssicherheit niederschlägt. Auch wird die Vorratshaltung vereinfacht, da auf Standardringe übergegangen werden kann, die auch für verschiedene Gießquerschnitte benutzt werden können. Die Standardringe bieten ferner den Vorteil, daß der Ringsitz im Kupfermodul nicht nachgearbeittet werden muß.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kokillengehäuse
    2
    Graphitteil
    3
    Kupfermodul
    4
    Metallplatten
    5
    Anschlüsse
    6
    Spalte
    7
    Verdrängungskörper
    8
    Kühlmittelraum
    9
    Platte
    10
    Formhohlraum
    11
    Brechring
    12
    Stirnplatte
    13
    Ausnehmungen
    14
    Kanäle
    15
    Verteilerkanäle
    16
    Ringkanäle
    17
    Anschlußstutzen

Claims (5)

  1. Kokille für das horizontale Stranggießen von Stahl zu großformatigen Strangquerschnitten, insbesondere Flachprodukte, bestehend aus einem wassergekühlten, den Formhohlraum für den Strang bildenden Metallmantel und an der Kokille eingießseitig gehaltenen Brechring für die Schmelzenzufuhr, der die Kokille über ein anschließendes Gießrohr mit einem Schmelzenvorratsgefäß (Verteiler) verbindet,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kokille eingießseitig durch eine metallische Platte (9) über einen Teil der freien Querschnittsfläche des Formhohlraumes (10) verschlossen ist, die Platte (9) eine oder mehrere Öffnungen zur Aufnahme je eines Brechringes (11) aufweist, und vor der Platte (9) eine die Platte (9) übergreifende Stirnplatte (12) in flächigem Kontakt mit der Platte (9) angeordnet ist, die Stirnplatte (12) mit Ausnehmungen (13) versehen ist, die nach Lage und Anzahl mit den Ausnehmungen in der Platte (9) übereinstimmen und in die Stirnplatte (12) Kanäle (14) zur Kühlwasserführung eingearbeitet sind.
  2. Kokille nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kanäle (14) in der Stirnplatte (12) in der Kontaktfläche zur Platte (9) eingearbeitet sind, die Kanäle (14) einerseits an in den Endbereichen der Stirnplatte (12) quer zu den Kanälen (14) angeordneten Verteilerkanälen (15) münden, die ihrerseits mit Anschlußstutzen (17) verbunden sind und andererseits an Ringkanäle (16) angeschlossen sind, die die Ausnehmungen (13) umgeben.
  3. Kokille nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Platte (9) Bestandteil des den Eingießbereich der Kokille bildenden Kupfermoduls (3) ist.
  4. Kokille nach den Ansprüchen 1 und 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Übergang von der Platte (9) zum Kupfermodul (3) in der Querschnittsebene radial verlaufend ausgebildet ist.
  5. Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Verhältnis von freiem Durchflußquerschnitt des Brechringes zur lichten Querschnittsfläche der Kokille 1:2,5 bis 1:50 beträgt.
EP93250132A 1992-07-22 1993-05-10 Kokille für Horizontalstrangguss Expired - Lifetime EP0582358B1 (de)

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EP0582358B1 EP0582358B1 (de) 1997-02-26

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