EP0972590A1 - Stranggiesskokille - Google Patents
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- B22D11/0408—Moulds for casting thin slabs
Definitions
- the invention relates to a continuous casting mold for producing slabs, the has water-cooled narrow and wide side walls, especially for manufacturing of thin slabs, in which case they consist of copper plates Broad side walls on the one hand inside, between one to the two narrow sides each area that runs parallel, a pouring funnel is formed and on the other hand cooling grooves are provided on the outside or on the back.
- the thin slabs produced on continuous casting plants serve as pre-strips for production of hot wide strip with final thicknesses between, for example, 1 to 12 mm.
- CSP Cosmetic Strip Production
- the casting machine with a compensating furnace and a downstream rolling mill is combined in one line (see e.g. DE-Z “steel u. Eisen 108 (1988), No. 3, pages 99 to 109 ").
- the funnel-shaped mold with the immersion tube immersed in the pouring funnel the core of the CSP casting process.
- the heat dissipation in the bathroom mirror area and the service life the mold is of particular importance here, because in the mold with that there the first solidification of the molten steel supplied through the dip tube significantly influences the surface quality of the thin slab strand becomes.
- These criteria apply equally to the production of slabs from the Dimension range 320 to 150 x 3,000 to 800 mm with the help of a then in the As a rule, the plate mold does not require a pouring funnel.
- the strand shell growth is essentially from the casting powder, the copper wall thickness between the cooling channel and the working side as well as the flow rate determined in the cooling channels. It has been shown that the main cause for the formation of longitudinal cracks in the strand shell an uneven and / or excessive heat dissipation across the width and height in the upper mold area. The uneven heat dissipation is due to different thicknesses of the lubricating film the strand shell and the copper wall.
- the invention has for its object a continuous casting mold of the beginning to create the type mentioned, with which the surface quality of the cast Improve thin slab, especially avoid longitudinal cracks, can at least be minimized.
- an advantageous embodiment of the invention in its length limited head end of the wall armor runs parallel to the mold wall, lets mitigate the drop in temperature further. Because this after short rise first, about 20 to 100 mm long section with maximum thickness of the Armor, which can be 3 to 15 mm depending on requirements, is there where the heat dissipation is otherwise too high, and the thicker armouring here thus prevents excessive heat dissipation from the cooling water side is forced.
- An embodiment of the invention provides that the armor up to the wall Transition from the pouring funnel to the adjoining one in the continuous casting direction format-determining mold end section decreases. That way achieved that the copper wall thickness before water over the length of the cooling grooves decreases and thus the heat dissipation over the mold height can be influenced in a targeted manner can.
- the thickness of the wall armor varies across the mold width and height according to the temperature distribution in the mold.
- the different course of the groove geometry in the copper plate favors the desired temperature uniformity across the height and width the mold by a corresponding to the decrease in temperature depending on the Armor designed for casting parameters.
- FIG. 1 From a continuous casting mold 1, known as such, of a casting machine for the production of thin slabs, one of the two is complementary in FIG. 1 opposite broad side walls 2 shown schematically These are for Inclusion of a dip tube, not shown, on the inside with a Pouring funnel 3 formed and on the outside with water flowing through it Provide cooling grooves 4 (see also Fig. 3). Which is next to the pouring funnel 3 each edge regions 5 of the two complementary ones extending towards the narrow sides Broad side walls 2 run parallel to one another. In continuous casting direction 6 below of the pouring funnel 3 the mold walls go into the format-determining Pouring cross section 7 (see FIG. 3).
- the liquid steel melt introduced into the continuous casting mold 1 up to the bath level 8 cools down over the height of the mold with a very rapid drop in temperature, the to tensions in the increasingly developing in the continuous casting direction 6
- Strand shell leads, which cause longitudinal cracks, which in the strand shell primarily up about 150 mm below the bath level 8.
- the bathroom mirror 8 is located at a distance of e.g. 20 to 60 mm from the The upper edge of the mold and, based on this, the cooling behavior is characterized the molten steel melt, which forms a so-called in the mold plates, in Fig. 2 leads schematically drawn temperature belly 9, which characterizes it Curve which shows a significant drop in temperature below.
- the back 10 of the Broad side walls 2 compared to the previously common, indicated by dashed lines in Fig. 1 Contour has been reinforced by a wall armor 11, which is in Continuous casting direction tapers and with its wedge tip approximately in the transition 12 (see FIG. 3) from the pouring funnel 3 to the subsequent format-determining pouring cross section 7 ends.
- the wall armor 11 sets about 20 to 50 mm below the deepest bath level 8, as in Fig. 3 corresponding to the developing Meniscus of the bathroom mirror clarifies and its course across the width of the Adjusted mold.
- the head end 11a - the one rising over a short distance Transition is upstream - the wall armor 11 still protrudes into the Area of the temperature belly 9 and extends in this uppermost Section over a length 13 of approximately 20 to 100 mm parallel to the mold wall, before it then changes into the tapering slope
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Abstract
Bei einer Stranggießkokille zum Herstellen von Brammen, die wassergekühlte Schmal- und Breitseitenwände aufweist, insbesondere zum Herstellen von Dünnbrammen, wobei dann in deren aus Kupferplatten bestehenden Breitseitenwänden einerseits innen, zwischen einem zu den beiden Schmalseiten hin jeweils parallel auslaufenden Bereich, ein Eingießtrichter ausgebildet ist und andererseits außen bzw. rückseitig Kühlnuten vorgesehen sind, wird die Oberflächenqualität des Dünnbrammenstranges verbessert, insbesondere das Auftreten von Längsrissen vermieden bzw. zumindest verringert, wenn die Rückseiten der Breitseitenwände ausgehend von unterhalb der tiefsten Badspiegellage durch eine dort größte, in Stranggießrichtung sich zunehmend verjüngende Wand-Aufpanzerung verstärkt sind. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum Herstellen von Brammen, die
wassergekühlte Schmal- und Breitseitenwände aufweist, insbesondere zum Herstellen
von Dünnbrammen, wobei dann in deren aus Kupferplatten bestehenden
Breitseitenwänden einerseits innen, zwischen einem zu den beiden Schmalseiten hin
jeweils parallel auslaufenden Bereich, ein Eingießtrichter ausgebildet ist und andererseits
außen bzw. rückseitig Kühlnuten vorgesehen sind.
Die auf Stranggießanlagen hergestellten Dünnbrammen dienen als Vorbänder zur-Erzeugung
von Warmbreitband mit Enddicken zwischen beispielsweise 1 bis 12 mm.
Dies geschieht in einer Hitze auf bekannten, sogenannten CSP-(Compact Strip
Production) Anlagen, bei denen die Gießmaschine mit einem Ausgleichsofen und
einer nachgeschalteten Walzstraße in einer Linie kombiniert wird (vgl. z.B. DE-Z "Stahl
u. Eisen 108 (1988), Nr. 3, Seiten 99 bis 109"). Hierbei stellt die trichterförmige Kokille
mit dem in den Eingießtrichter eintauchenden Tauchrohr das Kernstück des
CSP-Gießprozesses dar. Der Wärmeabfuhr im Badspiegelbereich und der Standzeit
der Kokille kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu, da in der Kokille mit der dort
einsetzenden ersten Erstarrung der über das Tauchrohr zugeführten flüssigen Stahlschmelze
die Oberflächenqualität des Dünnbrammenstranges maßgeblich beeinfußt
wird. Diese Kriterien gelten in gleichem Maße bei der Erzeugung von Brammen des
Abmessungsbereiches 320 bis 150 x 3.000 bis 800 mm mit Hilfe einer dann in der
Regel keinen Eingießtrichter erfordernden Plattenkokille.
Das Strangschalenwachstum wird im wesentlichen vom Gießpulver, der Kupferwandstärke
zwischen dem Kühlkanal und der Arbeitsseite sowie der Strömungsgeschwindigkeit
in den Kühlkanälen bestimmt. Es hat sich gezeigt, daß die wesentiche Ursache
für das Entstehen von Längsrissen in der Strangschale eine ungleichmäßige und/oder
zu hohe Wärmeabfuhr über die Breite und Höhe im oberen Kokillenbereich ist. Die
ungleiche Wärmeabfuhr ist durch unterschiedliche Dicken des Schmierfilms zwischen
der Strangschale und der Kupferwand bedingt.
Aus Qualitätsgründen werden auf CSP-Anlagen für die Kokillen Kupferwände mit einer
Dicke von z.B. 25 mm und 15 mm eingesetzt; die jeweilige Auslegung hängt
wesentlich von den Strangabmessungen und der Gießgeschwindigkeit. ab, aus denen
sich die für die Strangschalenbildung erforderliche Wärmeabfuhr ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießkokille der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit der sich die Oberflächenqualität der zu gießenden
Dünnbramme verbessern, insbesondere das Auftreten von Längsrissen vermeiden,
zumindest minimieren läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückseiten der
Breitseitenwände ausgehend von unterhalb der tiefsten Badspiegellage durch eine
dort größte, in Stranggießrichtung sich zunehmend verjüngende Wand-Aufpanzerung
verstärkt sind. Beim Stranggießen führt die in die Kokille eingeleitete; an den
Kokillenwänden erstarrende Stahlschmelze zu dem bekannten Temperaturprofil, dem
sogenannten Temperaturbauch in der Kokillenplatte. Im Gegensatz zu einem
ansonsten über die Höhe sehr schnellen Temperaturabfall im Anschluß an diesen
Temperaturbauch im Bereich bis etwa 100 mm unterhalb des Badspiegels läßt sich
durch die erfindungsgemäße Aufpanzerung, deren Ausgangspunkt unter Berücksichtigung
der Kontur des von der Gießgeschwindigkeit abhängigen Badspiegels festgelegt
wird und die nach einem vorherigen Anstieg bzw. Übergang über eine kurze Strecke in
Gießrichtung etwa 20 bis 50 mm unter dem Meniskus mit ihrer größten Dicke beginnt,
der recht schnelle Temperaturabfall unterhalb des Temperaturbauches verringern.
Durch die Erhöhung der Kupferwanddicke unterhalb des Badspiegels wird dort die
Wärmeabfuhr reduziert und der Entstehung von Längsrissen durch eine geringere
thermische Belastung der Strangschale entgegengewirkt. Die schon im Abschnitt des
Temperaturbauches einsetzende Aufpanzerung bzw. dickere Wandstärke verhindert
dort nämlich eine übermäßig hohe Wärmeabfuhr, die erst mit der sich zunehmenden,
nach unten keilförmig auslaufenden Verjüngung und der dort dünner werdenden
Platten- bzw. Wanddicke entsprechend stetig wieder vergrößert wird, so daß sich
insgesamt eine Angleichung im Sinne eines für den Längsrißbefall unschädlichen
Temperaturunterschieds erreichen läßt.
Wenn naph einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein in seiner Länge
begrenztes Kopfende der Wand-Aufpanzerung parallel zur Kokillenwand verläuft, läßt
sich die Milderung des Temperaturabfalls weiter begünstigen. Denn dieser nach dem
kurzen Anstieg erste, etwa 20 bis 100 mm lange Abschnitt mit maximaler Dicke der
Aufpanzerung, die je nach Anforderung 3 bis 15 mm betragen kann, liegt damit dort,
wo die Wärmeabfuhr ansonsten zu hoch ist, und die hier dickere Aufpanzerung
verhindert somit, daß die Wärmeabfuhr von der Kühlwasserseite her über Gebühr
forciert wird.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Wand-Aufpanzerung bis hin zum
Übergang vom Eingießtrichter zu dem sich diesem in Stranggießrichtung anschließenden,
formatbestimmenden Kokillenendabschnitt abnimmt. Auf diese Weise wird
erreicht, daß die Kupferwandstärke vor Wasser über die Länge der Kühlnuten
abnimmt und damit die Wärmeabfuhr über die Kokillenhöhe gezielt beeinflußt werden
kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung variiert die Dicke der Wand-Aufpanzerung
über die Kokillenbreite und -höhe entsprechend der Temperaturverteilung
in der Kokille. Der somit unterschiediche Verlauf der Nutgeometrie in der Kupferplatte
begünstigt die angestrebte Temperatur-Vergleichmäßigung über die Höhe und Breite
der Kokille durch eine entsprechend der Temperaturabnahme in Abhängigkeit der
Gießparameter ausgelegte Aufpanzerung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung mit einer Kokille zum Herstellen von Dünnbrammen näher erläutert
ist. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch eine Breitseitenwand einer Stranggießkokille;
- Fig. 2
- als Einzelheit den in Fig. 1 strichpunktiert eingekreisten oberen Teil der Kokillenwand; und
- Fig. 3
- die Kokillen-Breitseitenwand gemäß Fig 1 von links her gesehen mit darüber abgesetzt als Einzelheit schematisch dargestellten rückseitigen Kühlnuten.
Von einer als solche hinlänglich bekannten Stranggießkokille 1 einer Gießmaschine
zum Herstellen von Dünnbrammen ist in Fig 1 eine der beiden sich komplementär
gegenüberliegenden Breitseitenwände 2 schematisch dargestellt Diese sind zur
Aufnahme eines nicht dargestellten Tauchrohres an den Innenseiten mit einem
Eingießtrichter 3 ausgebildet und an ihren Außenseiten mit von Wasser durchströmten
Kühlnuten 4 versehen (vgl. auch Fig. 3). Die sich neben dem Eingießtrichter 3 jeweils
zu den Schmalseiten hin erstreckenden Randbereiche 5 der beiden komplementären
Breitseitenwände 2 verlaufen parallel zueinander. In Stranggießrichtung 6 unterhalb
des Eingießtrichters 3 gehen die Kokillenwände in den formatbestimmenden
Gießquerschnitt 7 (vgl. Fig. 3) über.
Die in die Stranggießkokille 1 bis zum Badspiegel 8 eingeleitete flüssige Stahlschmelze
erkaltet über die Höhe der Kokille mit einem sehr schnellen Temperaturabfall, der
zu Spannungen in der sich in Stranggießrichtung 6 zunehmend ausbildenden
Strangschale führt, die Längsrisse verursachen, die in der Strangschale vorrangig bis
etwa 150 mm unterhalb der Badspiegels 8 festzustellen sind. Der Badspiegel 8
befindet sich je nach Gießparameter in einem Abstand von z.B. 20 bis 60 mm von der
Oberkante der Kokille, und ausgehend davon charakterisiert sich das Abkühlverhalten
der flüssigen Stahlschmelze, die in den Kokillenplatten zu einem sogenannten, in Fig.
2 schematisch eingezeichneten Temperaturbauch 9 führt, wobei der diesen kennzeichnenden
Kurve der darunter deutliche Temperaturabfall zu entnehmen ist.
Um eine bei herkömmlichen Stranggießkokillen gemäß der Kurve im Anschluß an den
Temperaturbauch 9 deutlich abfallende Kokillentemperatur zu vermeiden und eine
Temperatur-Vergleichmäßigung, d.h. eine über die Höhe der Stranggießkokille 1
angenähert gleiche Wärmeabfuhr zu erreichen, sind die Rückseiten 10 der
Breitseitenwände 2 gegenüber der bisher üblichen, in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten
Kontur durch eine Wand-Aufpanzerung 11 verstärkt worden, die sich in
Stranggießrichtung verjüngt und mit ihrer Keilspitze etwa im Übergang 12 (vgl. Fig. 3)
vom Eingießtrichter 3 zu dem sich anschließenden formatbestimmenden Gießquerschnitt
7 endet. Die Wand-Aufpanzerung 11 setzt etwa 20 bis 50 mm unterhalb der
tiefsten Badspiegellage 8 an, wie in Fig. 3 entsprechend dem sich ausbildenden
Meniskus des Badspiegels verdeutlicht und wird dessen Verlauf über die Breite der
Kokille angepaßt. Das Kopfende 11a - dem ein über eine kurze Strecke ansteigender
Übergang vorgeschaltet ist - der Wandaufpanzerung 11 ragt damit noch in den
Bereich des Temperaturbauches 9 hinein und erstreckt sich in diesem obersten
Abschnitt über eine Streckenlänge 13 von ca. 20 bis 100 mm parallel zur Kokillenwand,
bevor sie dann in den sich verjüngenden Neigungsverlauf übergeht
Aufgrund der Wand-Aufpanzerung 11, die nicht nur über die Höhe sondern auch über
die Breite der Stranggießkokille variiert und in Stranggießrichtung 6 stetig abnimmt,
wird die Arbeitstemperatur in den Abschnitten mit einer dickeren Wand-Aufpanzerung
angehoben und damit insbesondere der schroffe Temperaturabfall unterhalb der
"Keule" des Temperaturbauches 9 deutlich abgeschwächt d.h. die Wärmeabfuhr über
die Höhe und Breite der Stranggießkokille 1 wird vergleichmäßigt.
Claims (4)
- Stranggießkokille zum Herstellen von Brammen, die wassergekühlte Schmal- und Breitseitenwände aufweist, insbesondere zum Herstellen von Dünnbrammen, wobei dann in deren aus Kupferplatten bestehenden Breitseitenwänden einerseits innen, zwischen einem zu den beiden Schmalseiten hin jeweils parallel auslaufenden Bereich, ein Eingießtrichter ausgebildet ist und andererseits außen bzw. rückseitig Kühlnuten vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückseiten (10) der Breitseitenwände (2) ausgehend von unterhalb einer tiefsten Badspiegellage (8) durch eine dort größte, in Stranggießrichtung (6) sich zunehmend verjüngende Wand-Aufpanzerung (11) verstärkt sind. - Stranggießkokille nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wand-Aufpanzerung (11) bis hin zum Übergang (12) vom Eingießtrichter (3) zu dem sich diesem in Stranggießrichtung (6) anschließenden Kokillenendabschnitt (7) abnimmt - Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wand-Aufpanzerung (11) über die Kokillenbreite und -höhe entsprechend der Temperaturverteilung in der Kokille variiert. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein in seiner Länge begrenztes Kopfende (11a) der Wand-Aufpanzerung (11) parallel zur Kokillenwand verläuft.
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| FLEMMING G ET AL: "WALZEN VON STRANGGEGOSSENEN VORBAENDERN UND ANLAGENTECHNISCHE KONSEQUENZEN FUER DEN BAU VON WARMBAND-PRODUKTIONSANLAGEN. ROLLING OF CONTINUOUSLY CAST STRIPS AND THE TECHNICAL CONSEQUENCES WITH RESPECT TO THE DESIGN OF HOT STRIP PRODUCTION PLANTS", STAHL UND EISEN, vol. 108, no. 3, 8 February 1988 (1988-02-08), pages 99 - 109, XP002014244, ISSN: 0340-4803 * |
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