EP1025930A1 - Mould plate for a mould with a funnel shaped entry for the continuous casting of metal - Google Patents

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EP1025930A1
EP1025930A1 EP00100948A EP00100948A EP1025930A1 EP 1025930 A1 EP1025930 A1 EP 1025930A1 EP 00100948 A EP00100948 A EP 00100948A EP 00100948 A EP00100948 A EP 00100948A EP 1025930 A1 EP1025930 A1 EP 1025930A1
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EP
European Patent Office
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plate
slots
mold
cooling medium
mold according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00100948A
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German (de)
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Inventor
Jürgen Dr. Sucker
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B22D11/059—Mould materials or platings
    • 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
    • B22D11/0408—Moulds for casting thin slabs
    • 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
    • B22D11/055—Cooling the moulds

Definitions

  • the invention relates to the configuration of a mold plate for a mold Continuous casting of metal with a funnel shape in the casting direction to the format of the cast strand tapered pouring area and a slotted Back wall in which a liquid cooling medium flows.
  • the job of the mold is to shape the strand and the melt to do it for that Extract the required heat from shell growth.
  • the Shell should be so thick that it can withstand thermal and mechanical loads can withstand and the strand certainly does not tear.
  • the heat is dissipated in the mold from the steel to the cooling water, which is in drilled channels or slits flowing into the back wall of the plates are milled and rectangular channels with the surface of the water tank form.
  • the cooling channels or slots run in accordance with the prior art vertical, i.e. in the casting direction in order to dissipate heat as evenly as possible to achieve across the plate width.
  • the arrangement of the holes or slots and the determination of their dimensions is done so that over the plate surface heat dissipation is as uniform as possible.
  • the arrangement of the threads is also important or thread inserts for the screws with which the plate on Water box is attached.
  • the number of attachment points must be sufficient be large, so that the plate due to the thermal load during the Casting process is not deformed to a tolerable degree.
  • Drilled panels are comparatively expensive to manufacture and therefore become preferred only where there is little deformation of the mold cavity arrives, such as when continuously casting blooms.
  • the lifespan of a mold plate essentially depends on the frequency Location and depth of the damage mentioned and the number of possible Reworking, each with a shift from the work surface mechanically is removed.
  • the idea of the funnel-shaped pouring area can be traced back to the effort shedding as thin a strand as possible, which after leaving the casting machine cut into slabs and the rolling process directly through an oven can be supplied.
  • the dimensions of the pouring area are essentially determined by the Cross section of the strand to be cast, the dimensions of the pouring tube and determines its immersion depth in the melt.
  • the mechanism of the formation of these additional strains can be understood on the basis of the half cross section of the upper region of a drilled mold plate 1, which is shown schematically in FIG. 1.
  • the mold plate is fastened to the water tank 2 with the retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and S 6 .
  • the width of the strand is determined by the position of the narrow side 3.
  • the position of the cooling holes is determined by the working thickness d 1 , ie the distance to the working surface, and the distance d 2 to the rear wall.
  • the heating of the mold plate 1 by the heat flow q ⁇ leads to a change in length in the direction of the narrow sides 3 due to the expansion of the panel material, which is not hindered in the case of a flat work surface and consequently no additional stresses or strains are caused in the plate.
  • the working surface of the tarpaulin is additionally compressed because this area is attached to the plate due to the fastening of the plate with the retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and S 6 Fixing points with the position X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 cannot expand freely.
  • the opposite length change takes place due to the shrinkage, and the previously compressed area of the work surface is additionally stretched.
  • the distribution of this additional alternating elongation over the plate width is largely determined by the contour of the curved area, which in the present case is predetermined by the radii R 1 and R 2 and the funnel opening T, the position X 1 X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 of the retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and S 6 in relation to the course of this contour and the elastic compliance of the retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and S 6 determined.
  • the intensity of this additional alternating expansion also determines the following parameters: the working thickness d 1 between the working surface and the cooling holes, the plate thickness d 2 between the cooling channels and the rear, and the width B of the domed area.
  • the increase leads the plate rigidity by increasing the plate thickness between the rear wall and cooling channels at one and the same thermal load to one more even distribution of stresses and strains across the plate width.
  • the expansion of the mold plate in the horizontal direction, which is the origin favored by cracks on the work surface is reduced because itself the plate behind the cooling holes compared to the area between the work surface and the cooling holes are not heated as much and the over the The mold cross-section average temperature is lower overall.
  • a drilled plate with a sufficiently large thickness d 2 between the cooling bores and the rear which is fastened to the water tank with a required large number of retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , ---, S n, fulfills the design requirements Requirements in which the work surface remains free of cracks up to a certain thermal load q ⁇ max and, when this thermal load is exceeded, shows cracks evenly distributed over the width of the board.
  • the invention has for its object to provide a further embodiment of a mold plate of a mold with a funnel-shaped pouring area, which has water-cooled slots on the back and remains crack-free on the work surface up to a certain thermal load q ⁇ max and evenly above this thermal load the plate width has distributed cracks, so that a service life comparable to mold plates with flat walls is achieved.
  • the invention is based on the knowledge that to avoid cracking on the work surface with a given working thickness the cross section of the Mold plate must be as large as possible because of the greater rigidity associated with it and less horizontal expansion of the plate to a more uniform Distribution of stresses and strains across the width of this plate leads.
  • the object is achieved with the invention in that at least the slots on a height section of the curved area of the mold plate the back, in which the cooling water flows, so that their inclination in their course does not deviate from the horizontal by more than 30 degrees.
  • Figure 1 shows the drilled mold plate described previously on page 4 and following 1.
  • a mold plate 4 has a continuous casting mold 2 has a funnel-shaped pouring area at the upper edge of the mold 6 beginning arched pouring area 5 to the narrow sides 3 and is reduced in the casting direction to the format of the cast strand.
  • the slots 7 run in at least one height section of the mold plate 4 on the back, in which the cooling water flows, so that it is in its course not deviate from the horizontal by more than 30 degrees.
  • a preferred embodiment provides that the slots across the plate width run continuously horizontally, as shown in Fig. 2.
  • the depth and / or the width of the slots 7 and the distance between them can about the height and / or the width of the mold plate both variable and be immutable.
  • Another embodiment provides that to increase the flow rate and to reduce the cooling water throughput filler 9 from a any material are inserted into the slots 7.
  • the filler pieces 9 can be suitably along the slots 7 with the webs, which delimit these slots are connected to the rigidity of the Increase plate cross-section additionally. This can provide the necessary rigidity of the mold cross section required thickness of the plate, and the dimensions of the mold can be reduced accordingly. Another benefit is the reduction in material costs when you look at the comparative high price of the mold material, which is usually is a copper alloy, the filler, which is made of steel can be faced.
  • the cooling medium on one side of the mold plate fed and discharged at the other. It is advantageous that Supply cooling medium on both sides and discharge in the middle or in the Feed in the middle and discharge on both sides. Because in this case the Rise in the temperature of the cooling medium as it flows through the cooling slots is halved, the unevenness of the heat transfer decreases accordingly across the plate width.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Mould plate has rear face liquid coolant passage slots (7) with low divergence from the horizontal. A mould plate has a convergent inlet region and a slotted rear wall for liquid coolant passage, the slots (7) diverging by not more than 30 degrees from the horizontal.

Description

Die Erfindung betrifft die Ausgestaltung einer Kokillenplatte einer Kokille zum Stranggießen von Metall mit einem trichterförmig in Gießrichtung zum Format des gegossenen Stranges verjüngten Eingießbereich und einer mit Schlitzen versehenen Rückwand, in denen ein flüssiges kühlmedium strömt.The invention relates to the configuration of a mold plate for a mold Continuous casting of metal with a funnel shape in the casting direction to the format of the cast strand tapered pouring area and a slotted Back wall in which a liquid cooling medium flows.

Aufgabe der Kokille ist es, den Strang zu formen und der Schmelze die für das Schalenwachstum erforderliche Wärme zu entziehen. Am Kokillenaustritt muß die Schale so dick sein, daß sie den thermischen und mechanischen Belastungen widerstehen kann und der Strang mit Sicherheit nicht aufreißt.The job of the mold is to shape the strand and the melt to do it for that Extract the required heat from shell growth. At the mold outlet, the Shell should be so thick that it can withstand thermal and mechanical loads can withstand and the strand certainly does not tear.

Die Wärme wird in der Kokille vom Stahl an das Kühlwasser abgeleitet, welches in gebohrten Kanälen strömt oder in Schlitzen, welche in die Rückwand der Platten eingefräst sind und mit der Oberfläche des Wasserkastens rechteckige Kanäle bilden.The heat is dissipated in the mold from the steel to the cooling water, which is in drilled channels or slits flowing into the back wall of the plates are milled and rectangular channels with the surface of the water tank form.

Entsprechend dem Stand der Technik verlaufen die Kühlkanäle bzw. Schlitze senkrecht, d.h. in Gießrichtung, um eine möglichst gleichmäßige Wärmeabfuhr über die Plattenbreite zu erzielen. Die Anordnung der Bohrungen bzw. Schlitze und die Festlegung deren Abmessungen erfolgt so, daß über die Plattenoberfläche eine möglichst gleichmäßige Wärmeabfuhr gewährleistet ist. The cooling channels or slots run in accordance with the prior art vertical, i.e. in the casting direction in order to dissipate heat as evenly as possible to achieve across the plate width. The arrangement of the holes or slots and the determination of their dimensions is done so that over the plate surface heat dissipation is as uniform as possible.

Bei der Auslegung einer Kokillenplatte wird außerdem die Anordnung der Gewinde bzw. Gewindeeinsätze für die Schrauben berücksichtigt, mit denen die Platte am Wasserkasten befestigt ist. Die Anzahl der Befestigungspunkte muß ausreichend groß sein, damit sich die Platte aufgrund der thermischen Belastung während des Gießvorganges nicht über ein tolerierbares Maß verformt.When designing a mold plate, the arrangement of the threads is also important or thread inserts for the screws with which the plate on Water box is attached. The number of attachment points must be sufficient be large, so that the plate due to the thermal load during the Casting process is not deformed to a tolerable degree.

Platten mit senkrecht verlaufenden Schlitzen haben sich für das Vergießen von Brammen allgemein durchgesetzt.Slabs with vertical slots have been used for potting Slabs generally accepted.

Gebohrte Platten sind in der Fertigung vergleichsweise teuer und werden deshalb nur dort bevorzugt eingesetzt, wo es auf geringe Verformung des Kokillenhohlraumes ankommt, wie z.B. beim Stranggießen von Vorblöcken.Drilled panels are comparatively expensive to manufacture and therefore become preferred only where there is little deformation of the mold cavity arrives, such as when continuously casting blooms.

Trotz der großen thermischen Belastung beim Kontakt mit der Stahlschmelze ist es bei richtiger konstruktiver Auslegung und Wahl des Werkstoffes ohne weiteres möglich, die Bildung von Rissen auf der Arbeitsoberfläche der Kokillenplatten auszuschließen. Dennoch führt der Gebrauch der Platten im Laufe der Zeit zu Schädigungen der Arbeitsoberfläche wie mechanischem Verschleiß, Kratzern, die z.B. beim Ein- und Ausfahren des Kaltstranges und bei der Schmalseitenverstellung während des Gießvorganges entstehen, und lokalen Verformungen, welche zur Bildung eines Spaltes mit den Schmalseiten führen.Despite the large thermal load on contact with the molten steel it with the right constructive design and choice of material without further ado possible to exclude the formation of cracks on the working surface of the mold plates. Nevertheless, the use of the plates leads to damage over time the working surface such as mechanical wear, scratches, e.g. when moving the cold strand in and out and adjusting the narrow side arise during the casting process, and local deformations which lead to Form a gap with the narrow sides.

Die Lebensdauer einer Kokillenplatte hängt im wesentlichen von der Häufigkeit, Lage und Tiefe der genannten Schädigungen ab und der Anzahl der möglichen Nachbearbeitungen, bei denen jeweils eine Schicht von der Arbeitsoberfläche mechanisch abgetragen wird.The lifespan of a mold plate essentially depends on the frequency Location and depth of the damage mentioned and the number of possible Reworking, each with a shift from the work surface mechanically is removed.

Die Idee des trichterförmigen Eingießbereiches ist auf die Bestrebung zurückzuführen, einen möglichst dünnen Strang zu vergießen, welcher nach dem Verlassen der Gießmaschine in Brammen zerteilt und über einen Ofen direkt dem Walzprozeß zugeführt werden kann.The idea of the funnel-shaped pouring area can be traced back to the effort shedding as thin a strand as possible, which after leaving the casting machine cut into slabs and the rolling process directly through an oven can be supplied.

Die Abmessungen des Eingießbereiches werden im wesentlichen durch den Querschnitt des zu vergießenden Stranges, die Abmessungen des Gießrohres und dessen Eintauchtiefe in die Schmelze bestimmt.The dimensions of the pouring area are essentially determined by the Cross section of the strand to be cast, the dimensions of the pouring tube and determines its immersion depth in the melt.

Beim Betreiben mehrerer Stranggießanlagen mit gebohrten und geschlitzten Kokillenplatten aus unterschiedlichen Kupferlegierungen, welche einen trichterförmigen Eingießbereich mit unterschiedlichen Abmessungen bilden, wurde festgestellt, daß nach einer vergleichsweise geringen Anzahl von wenigen hundert Güssen in Höhe des Badspiegels Risse in den Kokillenplatten entstehen. Bei durchschnittlich 3 - 4 Nachbearbeitungen ergibt sich deshalb im Vergleich zu Kokillenplatten mit ebenen Arbeitsoberflächen eine um ein Vielfaches geringere Gesamtlebensdauer von etwa 1000 Schmelzen.When operating several continuous casting plants with drilled and slotted mold plates made of different copper alloys, which have a funnel-shaped Forming pouring area with different dimensions, it was found that after a comparatively small number of a few hundred castings in Height of the bath level Cracks appear in the mold plates. At average 3 - 4 post-processing is therefore compared to mold plates with flat work surfaces a much shorter overall service life of about 1000 melts.

Diese Risse sind das Ergebnis der Ermüdung des Kokillenwerkstoffs infolge der plastischen Wechseldehnung. Messungen mit Thermoelementen in den Kokillenplatten und statistische Auswertungen zum Rißbefall haben gezeigt, daß sich die Risse immer im Ubergangsbereich Trichter-Parallelteil befinden und nicht durch eine überdurchschnittliche lokale thermische Belastung verursacht werden.These cracks are the result of the fatigue of the mold material as a result of the alternating plastic stretch. Measurements with thermocouples in the mold plates and statistical evaluations of cracks have shown that the Cracks are always in the transition area of the funnel-parallel part and not through an above average local thermal load is caused.

Die Verteilung der Spannungen und Dehnungen über die Breite einer Kokillenplatte, egal ob mit ebenen oder gewölbten Arbeitswänden, wird neben dem Querschnitt von der Anzahl der Festhaltepunkte, deren Lage und der Federkonstante der Festhalteschrauben bestimmt. Je geringer die Anzahl der Festhaltepunkte, um so ungleichmäßiger verteilen sich die Spannungen und Dehnungen über die Kokillenplatte. Sie konzentrieren sich, je nach Anordnung der Festhaltepunkte, zunehmend im Bereich einer der äußeren Reihen der Festhaltepunkte auf jeder Seite. Grundvoraussetzung für eine gleichmäßige Verteilung der Spannungen und Dehnungen über die Breite einer Kokillenplatte im Hinblick auf die Rißvermeidung ist deshalb eine ausreichend große Anzahl der Festhaltepunkte.The distribution of stresses and strains across the width of a mold plate, no matter whether with flat or curved work walls, is next to the cross section on the number of fixing points, their position and the spring constant of the retaining screws. The lower the number of hold points, the more unevenly the stresses and strains are distributed over the Mold plate. You concentrate, depending on the arrangement of the fixing points, increasingly in the area of one of the outer rows of anchor points on each Page. Basic requirement for an even distribution of tensions and Strains across the width of a mold plate with a view to preventing cracks is therefore a sufficiently large number of retention points.

Durch weitergehende Untersuchungen und mit Hilfe der Berechnung von Spannungen und Dehnungen wurde festgestellt, daß Entstehung der Risse in den Kokillenplatten durch zusätzliche Dehnungen im Übergangsbereich Trichter-Parallelteil begünstigt wird, welche auf das Vorhandensein der für die Bildung des trichterförmigen Eingießbereiches dienenden Wölbung zurückzuführen sind.Through further investigations and with the help of stress calculations and strain was found to cause cracking in the mold plates due to additional expansion in the transition area between the funnel and the parallel part is favored, which depends on the presence of the for the formation of the funnel-shaped pouring area serving curvature.

Der Mechanismus der Entstehung dieser zusätzlichen Dehnungen kann anhand des in Fig. 1 schematisch dargestellten halben Querschnitts des oberen Bereiches einer gebohrten Kokillenplatte 1 verständlich gemacht werden. Die Kokillenplatte ist mit den Festhalteschrauben S1, S2, S3, S4, S5 und S6 am Wasserkasten 2 befestigt. Die Breite des Stranges wird durch die Position der Schmalseite 3 bestimmt. Die Lage der Kühlbohrungen wird durch die Arbeitsdicke d1, d.h. den Abstand zur Arbeitsoberfläche, und die Entfernung d2 zur Rückwand bestimmt.The mechanism of the formation of these additional strains can be understood on the basis of the half cross section of the upper region of a drilled mold plate 1, which is shown schematically in FIG. 1. The mold plate is fastened to the water tank 2 with the retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and S 6 . The width of the strand is determined by the position of the narrow side 3. The position of the cooling holes is determined by the working thickness d 1 , ie the distance to the working surface, and the distance d 2 to the rear wall.

Die Erwärmung der Kokillenplatte 1 durch den Wärmestrom q ˙, z.B. während der Angießphase oder infolge der Verschiebung des Badspiegels, führt infolge der Ausdehnung des Plattenwerkstoftes zu einer Längenänderung in Richtung zu den Schmalseiten 3 hin, die im Falle einer ebenen Arbeitsoberfläche nicht behindert wird und demzufolge keine zusätzlichen Spannungen oder Dehnungen in der Platte verursacht. Bei einer Kokille mit trichterförmigem Eingießbereich mit der Breite B dagegen wird die Arbeitsoberfläche der Plane zusätzlich gestaucht, weil sich dieser Bereich aufgrund der Befestigung der Platte mit den Festhalteschrauben S1, S2, S3, S4, S5 und S6 an den Festhaltepunkten mit der Lage X1, X2, X3, X4, X5 und X6 nicht frei ausdehnen kann. Bei der Abkühlung der Platte, z.B. nach Beendigung des Gießvorganges, findet aufgrund der Schrumpfung eine entgegengesetzte Längenänderung statt, und der zuvor gestauchte Bereich der Arbeitsoberfläche wird zusätzlich gedehnt. The heating of the mold plate 1 by the heat flow q ˙, for example during the pouring phase or due to the displacement of the bath level, leads to a change in length in the direction of the narrow sides 3 due to the expansion of the panel material, which is not hindered in the case of a flat work surface and consequently no additional stresses or strains are caused in the plate. In the case of a mold with a funnel-shaped pouring area with a width B, on the other hand, the working surface of the tarpaulin is additionally compressed because this area is attached to the plate due to the fastening of the plate with the retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and S 6 Fixing points with the position X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 cannot expand freely. When the plate cools down, for example after the casting process has ended, the opposite length change takes place due to the shrinkage, and the previously compressed area of the work surface is additionally stretched.

Die Verteilung dieser zusätzlichen Wechseldehnung über die Plattenbreite wird maßgeblich von der Kontur des gewölbten Bereiches, welche im vorliegenden Fall durch die Radien R1 und R2 sowie die Trichteröffnung T vorgegeben wird, der Lage X1 X2, X3, X4, X5 und X6 der Festhalteschrauben S1, S2, S3, S4, S5 und S6 in Bezug auf den Verlauf dieser Kontur und von der elastischen Nachgiebigkeit der Festhalteschrauben S1, S2, S3, S4, S5 und S6 bestimmt.The distribution of this additional alternating elongation over the plate width is largely determined by the contour of the curved area, which in the present case is predetermined by the radii R 1 and R 2 and the funnel opening T, the position X 1 X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 of the retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and S 6 in relation to the course of this contour and the elastic compliance of the retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and S 6 determined.

Die Intensität dieser zusätzlichen Wechseldehnung bestimmen neben der thermischen Belastung der Kokillenplatte durch den Wärmestrom q ˙ und den Materialeigenschaften des Plattenwerkstoffs zusätzlich folgende Parameter: die Arbeitsdicke d1 zwischen der Arbeitsoberfläche und den Kühlbohrungen, die Plattendicke d2 zwischen den Kühlkanälen und der Rückseite und die Breite B des gewölbten Bereiches.In addition to the thermal load on the mold plate due to the heat flow q ˙ and the material properties of the plate material, the intensity of this additional alternating expansion also determines the following parameters: the working thickness d 1 between the working surface and the cooling holes, the plate thickness d 2 between the cooling channels and the rear, and the width B of the domed area.

Berechnungen für in der Gießpraxis eingesetzte gebohrte und geschlitzte Kokillenplatten von Kokillen mit trichterförmigem Eingießbereich zeigen, daß die zusätzlichen Wechseldehnungen zusammen mit den Dehnungen, die aus der allgemeinen thermischen Belastung resultieren, einen Wert erreichen, der zu einer sehr schnellen Ermüdung des Plattenwerkstoffs infolge der plastischen Wechselverformung führt.Calculations for drilled and slotted mold plates used in casting practice of molds with a funnel-shaped pouring area show that the additional Alternating strains along with the strains that come from the general thermal stress result, reach a value that becomes a very rapid fatigue of the plate material due to the plastic alternating deformation leads.

Will man die Belastung von gewölbten Kokillenplatten durch konstruktive Maßnahmen auf ein unkritisches Maß hinsichtlich der Rißanfälligkeit reduzieren, so ist es erforderlich, die Steifigkeit des Plattenquerschnitts zu vergrößern, im einfachsten Falle durch die Erhöhung der Dicke zwischen den Kühlkanälen und der Rückwand der Kokillenplatte von d2 auf ein erforderliches Maß.If you want to reduce the load on curved mold plates by means of design measures to an uncritical level with regard to susceptibility to cracks, it is necessary to increase the rigidity of the plate cross section, in the simplest case by increasing the thickness between the cooling channels and the rear wall of the mold plate by d 2 to a required degree.

Da hinter den Kühlkanälen kein Temperaturgradient vorhanden ist, führt die Erhöhung der Plattensteifigkeit durch Vergrößerung der Plattendicke zwischen Rückwand und Kühlkanälen bei ein und derselben thermischen Belastung zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Spannungen und Dehnungen über die Plattenbreite.Since there is no temperature gradient behind the cooling channels, the increase leads the plate rigidity by increasing the plate thickness between the rear wall and cooling channels at one and the same thermal load to one more even distribution of stresses and strains across the plate width.

Die Ausdehnung der Kokillenplatte in horizontaler Richtung, welche die Entstehung von Rissen auf der Arbeitsoberfläche begünstigt, wird verringert, weil sich die Platte hinter den Kühlbohrungen im Vergleich zum Bereich zwischen der Arbeitsoberfläche und den Kühlbohrungen nicht so stark erwärmt und die über den Kokillenquerschnitt gemittelte Temperatur insgesamt niedriger ausfällt.The expansion of the mold plate in the horizontal direction, which is the origin favored by cracks on the work surface is reduced because itself the plate behind the cooling holes compared to the area between the work surface and the cooling holes are not heated as much and the over the The mold cross-section average temperature is lower overall.

In diesem Sinne erfüllt eine gebohrte Platte mit ausreichend großer Dicke d2 zwischen den Kühlbohrungen und der Rückseite, welche mit einer erforderlich großen Anzahl von Festhalteschrauben S1, S2, S3, ---, Sn am Wasserkasten befestigt ist, die konstruktiven Voraussetzungen, bei denen die Arbeitsoberfläche bis zu einer bestimmten thermischen Belastung q ˙max rißfrei bleibt und bei Überschreitung dieser thermischen Belastung gleichmäßig über die Plattenbreite verteilte Risse aufweist.In this sense, a drilled plate with a sufficiently large thickness d 2 between the cooling bores and the rear, which is fastened to the water tank with a required large number of retaining screws S 1 , S 2 , S 3 , ---, S n, fulfills the design requirements Requirements in which the work surface remains free of cracks up to a certain thermal load q ˙ max and, when this thermal load is exceeded, shows cracks evenly distributed over the width of the board.

Der Nachteil solcher gebohrten Platten besteht darin, daß ihre Fertigung im Vergleich zu geschlitzten Platten sehr teuer ist.The disadvantage of such drilled plates is that their manufacture is compared slotted panels is very expensive.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere Ausgestaltung einer Kokillenplatte einer Kokille mit trichterförmigem Eingießbereich anzugeben, welche auf der Rückseite wassergekühlte Schlitze aufweist und auf der Arbeitsoberfläche bis zu einer bestimmten thermischen Belastung q ˙max rißfrei bleibt und bei Überschreitung dieser thermischen Belastung gleichmäßig über die Plattenbreite verteilte Risse aufweist, so daß eine mit Kokillenplatten mit ebenen Wänden vergleichbare Lebensdauer erreicht wird. Therefore, the invention has for its object to provide a further embodiment of a mold plate of a mold with a funnel-shaped pouring area, which has water-cooled slots on the back and remains crack-free on the work surface up to a certain thermal load q ˙ max and evenly above this thermal load the plate width has distributed cracks, so that a service life comparable to mold plates with flat walls is achieved.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zur Vermeidung der Rißbildung auf der Arbeitsoberfläche bei einer vorgegebenen Arbeitsdicke der Querschnitt der Kokillenplatte möglichst groß sein muß, weil die damit verbundene größere Steifigkeit und geringere horizontale Ausdehnung der Platte zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Spannungen und Dehnungen über die Breite dieser Platte führt.The invention is based on the knowledge that to avoid cracking on the work surface with a given working thickness the cross section of the Mold plate must be as large as possible because of the greater rigidity associated with it and less horizontal expansion of the plate to a more uniform Distribution of stresses and strains across the width of this plate leads.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit der Erfindung dadurch, daß auf mindestens einem Höhenabschnitt des gewölbten Bereiches der Kokillenplatte die Schlitze auf der Rückseite, in denen das Kühlwasser fließt, so verlaufen, daß deren Neigung in ihrem Verlauf nicht mehr als 30 Grad von der Horizontalen abweicht.The object is achieved with the invention in that at least the slots on a height section of the curved area of the mold plate the back, in which the cooling water flows, so that their inclination in their course does not deviate from the horizontal by more than 30 degrees.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen und Darstellungen. Es zeigen:

Fig. 1
den schematisch dargestellten halben Querschnitt des oberen Bereiches einer gebohrten Kokillenplatte,
Fig. 2
die Ansicht a.) von oben und die Ansicht b.) der Rückseite einer geschlitzten Kokillenplatte einer Kokille mit trichterförmigem Eingießbereich gemäß der Erfindung,
Fig. 3
den Querschnitt C-C der in Fig. 2b dargestellten Kokillenplatte mit Füllstücken und Bohrungen für die Festhalteschrauben.
Further details and features of the invention result from the explanations and illustrations below. Show it:
Fig. 1
the schematically represented half cross-section of the upper area of a drilled mold plate,
Fig. 2
the view a.) from above and the view b.) the back of a slotted mold plate of a mold with a funnel-shaped pouring area according to the invention,
Fig. 3
the cross section CC of the mold plate shown in Fig. 2b with fillers and holes for the retaining screws.

Figur 1 zeigt die zuvor auf Seite 4 und folgende beschriebene gebohrte Kokillenplatte 1. Gemäß Fig. 2 weist eine Kokillenplatte 4 einer Stranggießkokille mit trichterförmigem Eingießbereich weist gemäß Fig. 2 einen an der Kokillenoberkante 6 beginnenden gewölbten Eingießbereich 5 auf, der zu den Schmalseiten 3 und in Gießrichtung auf das Format des gegossenen Stranges reduziert ist. Figure 1 shows the drilled mold plate described previously on page 4 and following 1. According to FIG. 2, a mold plate 4 has a continuous casting mold 2 has a funnel-shaped pouring area at the upper edge of the mold 6 beginning arched pouring area 5 to the narrow sides 3 and is reduced in the casting direction to the format of the cast strand.

Die Schlitze 7 verlaufen in mindestens einem Höhenabschnitt der Kokillenplatte 4 auf der Rückseite, in denen das Kühlwasser fließt, so, daß sie in ihrem Verlauf nicht mehr als 30 Grad von der Waagerechten abweichen.The slots 7 run in at least one height section of the mold plate 4 on the back, in which the cooling water flows, so that it is in its course not deviate from the horizontal by more than 30 degrees.

Eine vorzugsmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß die Schlitze über die Plattenbreite durchgehend waagerecht verlaufen, wie in Fig. 2 dargestellt ist.A preferred embodiment provides that the slots across the plate width run continuously horizontally, as shown in Fig. 2.

Die Tiefe und/oder die Breite der Schlitze 7 und der Abstand zwischen ihnen kann über die Höhe und/oder die Breite der Kokillenplatte sowohl veränderlich als auch unveränderlich sein.The depth and / or the width of the slots 7 and the distance between them can about the height and / or the width of the mold plate both variable and be immutable.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und zur Verringerung des Kühlwasserdurchsatzes Füllstücke 9 aus einem beliebigen Material in die Schlitze 7 eingesetzt sind.Another embodiment provides that to increase the flow rate and to reduce the cooling water throughput filler 9 from a any material are inserted into the slots 7.

Die Füllstücke 9 können entlang der Schlitze 7 in geeigneter Weise mit den Stegen, welche diese Schlitze abgrenzen, verbunden werden, um die Steifigkeit des Plattenquerschnitts zusätzlich zu erhöhen. Dadurch kann die für die nötige Steifigkeit des Kokillenquerschnitts erforderliche Dicke der Platte verringert werden, und die Abmessungen der Kokille können dementsprechend verkleinert werden. Ein weiterer Vorteil ist die Verringerung der Materialkosten, wenn man den vergleichsweise hohen Preis des Kokillenwerkstoffs, bei dem es sich üblicherweise um eine Kupferlegierung handelt, dem der Füllstücke, welche aus Stahl gefertigt sein können, gegenüberstellt.The filler pieces 9 can be suitably along the slots 7 with the webs, which delimit these slots are connected to the rigidity of the Increase plate cross-section additionally. This can provide the necessary rigidity of the mold cross section required thickness of the plate, and the dimensions of the mold can be reduced accordingly. Another benefit is the reduction in material costs when you look at the comparative high price of the mold material, which is usually is a copper alloy, the filler, which is made of steel can be faced.

Wesentlich ist die Möglichkeit der getrennten Zufuhr des Kühlmediums für verschiedene Höhenbereiche. Durch gezielte Beeinflussung des Wärmeübergangs in der Kokille auf verschiedenen Höhenabschnitten kann auf diese Weise die Qualität des vergossenen Stranges verbessert werden The possibility of separate supply of the cooling medium for different is essential Height ranges. By deliberately influencing the heat transfer in The mold at different height sections can improve quality of the cast strand can be improved

Entsprechend der Erfindung kann das Kühlmedium an einer Seite der Kokillenplatte zugeführt und an der anderen abgeführt werden. Vorteilhaft ist es, das Kühlmedium an beiden Seiten zuzuführen und in der Mitte abzuführen oder in der Mitte zuzuführen und an den beiden Seiten abzuführen. Da in diesem Fall der Anstieg der Temperatur des Kühlmediums beim Durchströmen der Kühlschlitze halbiert wird, verringert sich dementsprechend die Ungleichmäßigkeit des Wärmeübergangs über die Plattenbreite.According to the invention, the cooling medium on one side of the mold plate fed and discharged at the other. It is advantageous that Supply cooling medium on both sides and discharge in the middle or in the Feed in the middle and discharge on both sides. Because in this case the Rise in the temperature of the cooling medium as it flows through the cooling slots is halved, the unevenness of the heat transfer decreases accordingly across the plate width.

Auch ist es möglich, daß das Kühlmedium in verschiedenen Schlitzen in entgegengesetzter Richtung strömt. Auf diese Weise wird die Ungleichmäßigkeit des Wärmeübergangs über die Plattenbreite, welche auf den Anstieg der Temperatur des Kühlmediums beim Durchströmen der Kühlschlitze zurückzuführen ist, zusätzlich verringert.It is also possible that the cooling medium in different slots in opposite directions Direction flows. In this way, the unevenness of the Heat transfer across the plate width, which is due to the increase in temperature of the cooling medium when flowing through the cooling slots is additionally attributable decreased.

Claims (11)

Kokillenplatte einer Kokille zum Stranggießen von Metall mit einem trichterförmig in Gießrichtung zum Format des gegossenen Stranges verjüngten Eingießbereich und einer mit Schlitzen versehenen Rückwand, in denen ein flüssiges Kühlmedium strömt,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Zwecke der Verringerung der Verformung der dem Strang zugewandten Arbeitsoberfläche und der Vermeidung von Rissen auf dieser Oberfläche auf wenigstens einem Höhenabschnitt der Kokillenplatte die Schlitze (7) in ihrem Verlauf nicht mehr als 30 Grad von der Horizontalen abweichen.Mold plate of a mold for the continuous casting of metal with a pouring area tapering in a funnel shape in the casting direction to the format of the cast strand and a slotted rear wall in which a liquid cooling medium flows,
characterized,
that for the purpose of reducing the deformation of the working surface facing the strand and avoiding cracks on this surface, the slots (7) do not deviate by more than 30 degrees from the horizontal in at least one height section of the mold plate. Kokillenplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlitze (7) über die gesamte Plattenbreite horizontal verlaufen.Mold plate according to claim 1,
characterized,
that the slots (7) run horizontally across the entire width of the plate. Kokille nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tiefe und/oder die Breite der Schlitze (7) und der Stege zwischen den Schlitzen (7) über die Höhe und/oder die Breite der Kokillenplatte (4) sowohl veränderlich als auch unveränderlich sein kann. Chill mold according to claim 1 or 2,
characterized,
that the depth and / or the width of the slots (7) and the webs between the slots (7) over the height and / or the width of the mold plate (4) can be both variable and unchangeable. Kokille nach Anspruch 1, 2 oder 3
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Kühlmediums in die Schlitze (7) Füllstücke (9) aus einem beliebigen Material eingesetzt sind.Chill mold according to claim 1, 2 or 3
characterized,
that fillers (9) made of any material are used to increase the flow rate of the liquid cooling medium in the slots (7). Kokille nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erhöhung der Steifigkeit des Plattenquerschnitts die Füllstücke (9) entlang der Schlitze (7) in geeigneter Weise mit den Stegen, welche die Schlitze abgrenzen, verbunden sind.Chill mold according to claim 4,
characterized,
that in order to increase the rigidity of the plate cross section, the filler pieces (9) along the slots (7) are connected in a suitable manner to the webs which delimit the slots. Kokille nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung des Kühlmediums für mindestens zwei Höhenbereiche getrennt angeordnet ist.Chill mold according to claim 1,
characterized,
that the supply of the cooling medium is arranged separately for at least two height ranges. Kokille nach Anspruch 1 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung für das flüssige Kühlmedium an einer Seite der Kokillenplatte (4) und die Abführung an der anderen Seite angeordnet ist.Chill mold according to claim 1 or 6,
characterized,
that the supply for the liquid cooling medium is arranged on one side of the mold plate (4) and the discharge on the other side. Kokille nach Anspruch 1 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung für das flüssige Kühlmedium an den Seiten der Kokillenplatte (4) und die Abführung in der Mitte angeordnet ist.. Chill mold according to claim 1 or 6,
characterized,
that the supply for the liquid cooling medium is arranged on the sides of the mold plate (4) and the discharge in the middle. Kokille nach Anspruch 1 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung für das flüssige Kühlmedium in der Mitte der Kokillenplatte (4) und die Abführung an den Seiten angeordnet ist.Chill mold according to claim 1 or 6,
characterized,
that the supply for the liquid cooling medium in the middle of the mold plate (4) and the discharge is arranged on the sides. Kokille nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsrichtung für das Kühlmedium in wenigstens zwei Schlitzen (7) entgegengesetzt gerichtet ist.Chill mold according to one of claims 8 or 9,
characterized,
that the flow direction for the cooling medium is directed in opposite directions in at least two slots (7). Kokille nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erfassung der Temperatur der Kokillenplatte und/oder des Kühlmediums an einem oder mehreren Punkten Temperaturfühler angeordnet sind.Chill mold according to claim 1,
characterized,
that temperature sensors are arranged at one or more points for detecting the temperature of the mold plate and / or the cooling medium.
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