EP1138417A1 - Liquid cooled plate mould - Google Patents
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- EP1138417A1 EP1138417A1 EP01107099A EP01107099A EP1138417A1 EP 1138417 A1 EP1138417 A1 EP 1138417A1 EP 01107099 A EP01107099 A EP 01107099A EP 01107099 A EP01107099 A EP 01107099A EP 1138417 A1 EP1138417 A1 EP 1138417A1
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Classifications
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- B22D11/059—Mould materials or platings
Definitions
- the invention relates to a liquid-cooled plate mold for continuous casting of metals, in particular steel materials, comprising highly thermally conductive Mold plates made of copper or copper alloys, using fastening bolts are each connected to a water tank or to a support plate.
- Document DE 197 16 450 A1 describes a liquid-cooled mold for Continuous casting of thin steel slabs with two opposite, each composed of a copper plate and a steel support plate Broad side walls.
- the copper plates defining a mold cavity are detachably attached to the support plates by means of metal bolts made of a CuNiFe alloy.
- the metal bolts are welded to the copper plates.
- a nickel ring is used as a filler metal.
- the core of the known mold is the measure, Use metal bolts made of a CuNiFe alloy.
- metal bolts are said to have significant strength increases with only little variation in strength in the welded joints with the Copper plate can be achieved.
- the stud welding method known per se is expediently used for fastening the metal bolts to the copper plates.
- the document WO 95/21 036 describes an assembly of a mold for Continuous casting of steel with a support plate.
- a well thermally conductive plate Copper or copper alloy is screwed to the support plate, and is on this soldered a relatively thin veneer layer made of copper or copper alloy.
- the highly thermally conductive plate and the veneer layer can be omitted can be soldered directly onto the support plate.
- the veneer layer contacts and cools a continuous cast strand as it moves through the mold. If the veneer layer cracks or wears the solder joint is melted to remove it, and a new layer soldered onto the thermally conductive plate or onto the support plate.
- Document DE 198 01 728 C1 discloses a continuous casting mold for casting of strands, preferably made of steel, consisting of mold plates and water tanks, which are connected to each other, and between which a water cooling with the help of water channels.
- the water channels are arranged in the side of the water box facing the mold plate and not in the mold plate.
- a continuous casting mold of this type is used thereby improved that the mold broadside with its elements copper plate and / or water box with water channels or with a water box without water channels, but with a water channel Connection plate is held together by means of clamping bolts. This have essentially conical clamping bolt heads, which in conical recesses the copper plate are held.
- the bolt head of the clamping bolt should have a special conical shape Form shape or be conical-lamellar, and advantageously made of the same material as the copper plate of the continuous casting mold.
- the areas between copper plate and Clamping pin / clamping pin head with a highly conductive layer of metal preferred Silver.
- Another improvement in the connection of The copper plate and clamping bolt are reached if they are on the cold side of the Copper plate with a seal against water passage over the surface in the direction the hot side is provided.
- a not yet published patent application P 198 35 119.9 relates to a mold wall a continuous caster for casting a metal strand, in particular a steel strand, with a water box and one with the water box Mold inner plate connected by bolts.
- the bolts have one each Water box penetrating bolt neck with a bolt neck cross section and a bolt head held in the mold inner plate with a bolt head cross section on.
- the bolt head cross section at least one of the bolts is larger than the bolt neck cross section of this bolt, and that the mold inner plate a groove tapering towards the water tank for receiving the Has bolt head of this bolt.
- DE Offenlegungsschrift 15 08 902 discloses a liquid-cooled one Plate mold for the continuous casting of refractory metals, in which a mold wall connected to a scaffold by fastening screws is. Round rods are provided, which run transversely in bores in the mold wall Casting direction used and with threaded holes for receiving fastening screws are provided. For this embodiment, the manufacturing effort considerably.
- the object of the invention the basis for a liquid-cooled plate mold in the preamble of claim 1 mentioned the difficulties and problems in the area of connection of mold inner plates made of copper or copper alloys with load-bearing, supporting or shaping support plates or water box plates made of copper or to control steel during the temperature changes occurring in the casting operation or to minimize and a safe type of attachment for tensile loads as well as thermally stressed fasteners on copper mold inner plates specify that with economically justifiable effort and cost feasible and suitable for a longer, trouble-free availability.
- solder connections and / or welded connections are easy to produce on the one hand and achieve fatigue strength of z. B. 180 N / mm 2 .
- the molded parts or fastening pieces are advantageous preferably made of a highly conductive material such as CuAg, CuCrZr, CuNiBe, or CuNiFe manufactured.
- the fasteners can by a soft solder layer with high Shear strength can be connected to the molds.
- the fastening pieces are connected to the mold plates by a brazing layer, and that a silver or copper-containing hard solder is preferably used as the solder metal.
- the fastening piece can also be inserted into a round recess of relatively shallow depth in the back of the mold plate. The welding then takes place in a ring along the separation point between the mold plate and the fastening piece.
- the electron beam can strike the mold surface perpendicularly or at an angle.
- the fastening pieces can be provided with a shoulder which is so long that it is flush with the upper edge of the recess, as shown in FIG. 2.
- the fastening pieces can be made from a highly conductive metal material or a suitable steel alloy.
- the part of a liquid-cooled plate mold shown in FIG Continuous casting of refractory metals such as steel includes a highly thermally conductive Chill plate 1 made of copper or copper alloy, using fastening bolts 2 each with a rear water tank or with a channel 3 for Support plate 4 having cooling water is connected.
- the channels for the cooling water can also be in the mold plate.
- the molded parts or fastening pieces 6 are preferably made of a highly conductive metal material such as CuAg, CuCrZr, CuNiBe, or CuNiFe manufactures.
- the mounting pieces 6 are by a Soft solder layer 7 connected to the mold plates 1.
- the soft solder layer 7 with high shear strength is preferably made of solder material of the alloys L CdZn or L CdZnAg or L SnCdZn.
- fasteners 6 by high temperature soldering by means of an electron beam or by means of an electric current with the mold plates 1 are connected.
- Brazing results in soldering temperatures above approx. 450 ° C comparatively higher strength than a soft solder joint, but it is compared to this Alternating temperature loads somewhat more susceptible to soldering cracks and required a higher effort in production and can be done without impairment of the surrounding copper material in particular in the event of a repair desolder.
- An embodiment of the invention provides that the soldering surfaces for the fasteners 6 are mirrored for exact positioning.
- An embodiment essential to the invention further provides that the fastening pieces 6 molded parts with a preferably ring-shaped cross section, which are congruent Recesses 8 of relatively shallow depth, for example up to 5 mm, in the back of the mold plate 1 inserted and soldered therein, and that in the support plate 4 is formed with an all-round distance to the fastening piece 6 Bore 9 is present in flow connection with at least one coolant channel stands.
- the hole 9 can also in the plate of the water tank be provided.
- the further configuration according to the invention also serves this purpose namely the support plates 4 receiving the mounting bolts 2, relative to their Shaft diameter larger bores 2 'with the formation of annular gaps 10 have, and that each of these annular gaps 10 leading with a cooling water Hole 9 communicates.
- the aforementioned embodiment has the further advantage that temperature-related Expansion differences between the mold plate 1 and the support plate 4 can be compensated casually.
- Coolant channels 3 either in the mold plate 1 or in the support plate 4 or arranged in a plate of a water box lying against the mold plate are.
- coolant channels 3 in the mold plate 1 either as Grooves, or preferably be designed as bores in the casting direction.
- FIG. 2 shows a section of a section from FIG. 1 with the molded part 6, which, as an alternative solution to the task set out above, is firmly connected to the mold plate 1 with an electron beam weld 12.
- the weld is located on the outside of the molded part 6.
- the outer diameter of the molded part which is annular in cross section, has a 1 to 8 mm larger diameter in the area of the weld seam 12 before the weld.
- the mold plate 1 can have a slight material elevation in the area of the fastening, which roughly corresponds to the height of the weld seam depth.
- the molded part 6 is provided with an internal thread 5 for fastening with the bolt 2 (FIG. 1).
- the molded part can also be designed as a bolt with an external thread.
- the channels 3 for cooling water of the support plate 4 are indicated in sections, as is the bore 9 carrying cooling water.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Plattenkokille zum Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, umfassend hochwärmeleitfähige Kokillenplatten aus Kupfer oder Kupferlegierungen, die mittels Befestigungsbolzen mit jeweils einem Wasserkasten bzw. mit einer Stützplatte verbunden sind.The invention relates to a liquid-cooled plate mold for continuous casting of metals, in particular steel materials, comprising highly thermally conductive Mold plates made of copper or copper alloys, using fastening bolts are each connected to a water tank or to a support plate.
Bei Kokillenplatten gleicher Dicke ist eine Plattenbefestigung mit aufgeschweißten Bolzen bekannt. Infolge der Plattenausdehnung bei Temperaturerhöhung im Gießbetrieb, kommt es insbesondere bei kurzen Bolzen zu einer zusätzlichen Biege- und Zugbeanspruchung, die zum Ausfall der Schweißverbindung führen kann.In the case of mold plates of the same thickness, a plate fastening is also welded on Bolt known. Due to the expansion of the plate when the temperature rises in the casting operation, In the case of short bolts in particular, there is an additional bending and tensile stress that can lead to failure of the welded joint.
Das Dokument DE 197 16 450 A1 beschreibt eine flüssigkeitsgekühlte Kokille zum Stranggießen von dünnen Stahlbrammen mit zwei einander gegenüberliegenden, jeweils aus einer Kupferplatte und einer stählernen Stützplatte zusammengesetzten Breitseitenwänden. Die einen Formhohlraum begrenzenden Kupferplatten sind mittels Metallbolzen aus einer CuNiFe-Legierung an den Stützplatten lösbar befestigt. Die Metallbolzen sind auf die Kupferplatten geschweißt. Hierbei wird zusätzlich ein Nickelring als Schweißzusatzwerkstoff verwendet. In den Kupferplatten sind Kühlmittelkanäle sowie im Bereich der Querschnittsebenen der Metallbolzen Kühlbohrungen vorgesehen. Kern der vorbekannten Kokille bildet die Maßnahme, Metallbolzen aus einer CuNiFe-Legierung einzusetzen. Aufgrund derartiger, insbesondere hart gezogener, Metallbolzen, sollen erhebliche Festigkeitssteigerungen mit nur geringer Festigkeitsstreuung in den Schweißverbindungen mit der Kupferplatte erzielt werden. Zur Befestigung der Metallbolzen an den Kupferplatten wird zweckmäßig das an sich bekannte Bolzenschweißverfahren eingesetzt.Document DE 197 16 450 A1 describes a liquid-cooled mold for Continuous casting of thin steel slabs with two opposite, each composed of a copper plate and a steel support plate Broad side walls. The copper plates defining a mold cavity are detachably attached to the support plates by means of metal bolts made of a CuNiFe alloy. The metal bolts are welded to the copper plates. Here is additional a nickel ring is used as a filler metal. In the copper plates are coolant channels and in the area of the cross-sectional planes of the metal bolts Cooling holes provided. The core of the known mold is the measure, Use metal bolts made of a CuNiFe alloy. Because of such, in particular hard drawn, metal bolts are said to have significant strength increases with only little variation in strength in the welded joints with the Copper plate can be achieved. For fastening the metal bolts to the copper plates the stud welding method known per se is expediently used.
Das Dokument WO 95/21 036 beschreibt eine Baugruppe einer Kokille zum Stranggießen von Stahl mit einer Stützplatte. Eine gut wärmeleitfähige Platte aus Kupfer oder Kupferlegierung ist an der Stützplatte angeschraubt, und an diese ist eine relativ dünne Verblendungsschicht aus Kupfer oder Kupferlegierung angelötet. Fakultativ kann die gut wärmeleitfähige Platte weggelassen und die Verblendungsschicht direkt auf die Stützplatte aufgelötet werden. Die Verblendungsschicht kontaktiert und kühlt einen durchlaufenden Gußstrang bei dessen Bewegung durch die Kokille. Bei Rissigwerden oder Verschleiß der Verblendungsschicht wird die Lötverbindung zu deren Entfernung aufgeschmolzen, und eine neue Schicht auf die thermisch leitfähige Platte oder auf die Stützplatte aufgelötet.The document WO 95/21 036 describes an assembly of a mold for Continuous casting of steel with a support plate. A well thermally conductive plate Copper or copper alloy is screwed to the support plate, and is on this soldered a relatively thin veneer layer made of copper or copper alloy. Optionally, the highly thermally conductive plate and the veneer layer can be omitted can be soldered directly onto the support plate. The veneer layer contacts and cools a continuous cast strand as it moves through the mold. If the veneer layer cracks or wears the solder joint is melted to remove it, and a new layer soldered onto the thermally conductive plate or onto the support plate.
Das Dokument DE 198 01 728 C1 offenbart eine Stranggießkokille zum Gießen von Strängen vorzugsweise aus Stahl, bestehend aus Kokillenplatten und Wasserkasten, die miteinander verbunden sind, und zwischen welchen eine Wasserkühlung mit Hilfe von Wasserführungskanälen aufgebaut ist. Die Wasserführungskanäle sind in der der Kokillenplatte zugewandten Seite des Wasserkastens angeordnet und nicht in der Kokillenplatte. Eine Stranggießkokille dieser Bauart wird dadurch verbessert, daß die Kokillenbreitseite mit ihren Elementen Kupferplatte und/oder Wasserkasten mit Wasserführungskanälen oder mit einem Wasserkasten ohne Wasserführungskanäle, jedoch mit einer Wasserführungskanäle aufweisenden Verbindungsplatte, mittels Spannbolzen zusammengehalten ist. Diese besitzen im wesentlichen konische Spannbolzenköpfe, welche in konischen Ausnehmungen der Kupferplatte gehalten sind. Document DE 198 01 728 C1 discloses a continuous casting mold for casting of strands, preferably made of steel, consisting of mold plates and water tanks, which are connected to each other, and between which a water cooling with the help of water channels. The water channels are arranged in the side of the water box facing the mold plate and not in the mold plate. A continuous casting mold of this type is used thereby improved that the mold broadside with its elements copper plate and / or water box with water channels or with a water box without water channels, but with a water channel Connection plate is held together by means of clamping bolts. This have essentially conical clamping bolt heads, which in conical recesses the copper plate are held.
Bei dieser Bauart soll der Bolzenkopf des Spannbolzens eine spezielle konische Form ausbilden oder auch konisch-lamellenförmig gebildet sein, und vorteilhafterweise aus dem gleichen Material bestehen, wie die Kupferplatte der Stranggießkokille. Um die Wärmeleitfähigkeit zwischen Spannbolzen/Spannbolzenkopf und Kupferplatte zu optimieren, können die Flächen zwischen Kupferplatte und Spannbolzen/Spannbolzenkopf mit einer hochleitfähigen Schicht aus Metall, bevorzugt Silber, versehen sein. Eine weitere Verbesserung der Verbindung von Kupferplatte und Spannbolzen wird erreicht, wenn diese auf der kalten Seite der Kupferplatte mit einer Dichtung gegen Wasserdurchgang über die Fläche in Richtung der heißen Seite versehen ist.With this type of construction, the bolt head of the clamping bolt should have a special conical shape Form shape or be conical-lamellar, and advantageously made of the same material as the copper plate of the continuous casting mold. To the thermal conductivity between the clamping bolt / clamping bolt head and To optimize copper plate, the areas between copper plate and Clamping pin / clamping pin head with a highly conductive layer of metal, preferred Silver. Another improvement in the connection of The copper plate and clamping bolt are reached if they are on the cold side of the Copper plate with a seal against water passage over the surface in the direction the hot side is provided.
Eine noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung P 198 35 119.9, betrifft eine Kokillenwand einer Stranggießanlage zum Gießen eines Metallstranges, insbesondere eines Stahlstranges, mit einem Wasserkasten und einer mit dem Wasserkasten über Bolzen verbundenen Kokilleninnenplatte. Die Bolzen weisen je einen den Wasserkasten durchdringenden Bolzenhals mit einem Bolzenhalsquerschnitt und einen in der Kokilleninnenplatte gehaltenen Bolzenkopf mit einem Bolzenkopfquerschnitt auf. Zur einfacheren Halterung des Bolzens in der Kokilleninnenplatte wird vorgeschlagen, daß der Bolzenkopfquerschnitt mindestens eines der Bolzen größer ist, als der Bolzenhalsquerschnitt dieses Bolzens, und daß die Kokilleninnenplatte eine sich zum Wasserkasten hin verjüngende Nut zur Aufnahme des Bolzenkopfes dieses Bolzens aufweist.A not yet published patent application P 198 35 119.9 relates to a mold wall a continuous caster for casting a metal strand, in particular a steel strand, with a water box and one with the water box Mold inner plate connected by bolts. The bolts have one each Water box penetrating bolt neck with a bolt neck cross section and a bolt head held in the mold inner plate with a bolt head cross section on. For easier mounting of the bolt in the inner mold plate it is proposed that the bolt head cross section at least one of the bolts is larger than the bolt neck cross section of this bolt, and that the mold inner plate a groove tapering towards the water tank for receiving the Has bolt head of this bolt.
Und schließlich offenbart die DE Offenlegungsschrift 15 08 902 eine flüssigkeitsgekühlte Plattenkokille für das Stranggießen hochschmelzender Metalle, bei der eine Kokillenwand durch Befestigungsschrauben mit einem Stützgerüst verbunden ist. Es sind Rundstäbe vorgesehen, die in Bohrungen der Kokillenwand quer zur Gießrichtung eingesetzt und mit Gewindebohrungen für die Aufnahme von Befestigungsschrauben versehen sind. Für diese Ausführungsform ist der Fertigungsaufwand beträchtlich. Finally, DE Offenlegungsschrift 15 08 902 discloses a liquid-cooled one Plate mold for the continuous casting of refractory metals, in which a mold wall connected to a scaffold by fastening screws is. Round rods are provided, which run transversely in bores in the mold wall Casting direction used and with threaded holes for receiving fastening screws are provided. For this embodiment, the manufacturing effort considerably.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer flüssigkeitsgekühlten Plattenkokille der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art die Schwierigkeiten und Probleme im Bereich der Verbindung von Kokilleninnenplatten aus Kupfer oder Kupferlegierungen mit tragenden, stützenden oder formgebenden Stützplatten bzw. Wasserkastenplatten aus Kupfer oder Stahl bei den sich im Gießbetrieb einstellenden Temperaturwechseln zu beherrschen bzw. zu minimieren und eine sichere Befestigungsart für zugbelastete sowie thermisch belastete Befestigungselemente an kupfernen Kokilleninnenplatten anzugeben, die mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand an Kosten und Arbeit durchführbar und für eine längere, störungsfreie Verfügbarkeit geeignet ist.Starting from the aforementioned prior art, the object of the invention the basis for a liquid-cooled plate mold in the preamble of claim 1 mentioned the difficulties and problems in the area of connection of mold inner plates made of copper or copper alloys with load-bearing, supporting or shaping support plates or water box plates made of copper or to control steel during the temperature changes occurring in the casting operation or to minimize and a safe type of attachment for tensile loads as well as thermally stressed fasteners on copper mold inner plates specify that with economically justifiable effort and cost feasible and suitable for a longer, trouble-free availability.
Zur Lösung der Aufgabe wird bei einer flüssigkeitsgekühlten Plattenkokille zum Stranggießen der eingangs beschriebenen Art mit der Erfindung vorgesehen, daß auf der Wasserseite jeder Kokillenplatte mit Gewinde ausgebildete Formteile angeordnet und durch Lötverbindungen oder durch Schweißverbindungen mit den Kokillenplatten kraftschlüssig als Befestigung verbunden sind.To solve the problem with a liquid-cooled plate mold Continuous casting of the type described in the introduction provided that arranged on the water side of each mold plate with threaded molded parts and by soldering or welding with the Mold plates are non-positively connected as an attachment.
Derartige Lötverbindungen und/oder Schweißverbindungen sind einerseits leicht herstellbar und erreichen Dauerwechselfestigkeiten von z. B. 180 N/mm2.Such solder connections and / or welded connections are easy to produce on the one hand and achieve fatigue strength of z. B. 180 N / mm 2 .
Mit Vorteil werden bei dieser Verbindung die Formteile bzw. Befestigungsstücke vorzugsweise aus einem gut leitenden Material wie CuAg, CuCrZr, CuNiBe, oder CuNiFe hergestellt.With this connection, the molded parts or fastening pieces are advantageous preferably made of a highly conductive material such as CuAg, CuCrZr, CuNiBe, or CuNiFe manufactured.
Dabei können die Befestigungsstücke durch eine Weichlotschicht mit hoher Scherfestigkeit mit den Kokillen verbunden werden. The fasteners can by a soft solder layer with high Shear strength can be connected to the molds.
Es kann aber auch von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß die Befestigungsstücke durch eine Hartlotschicht mit den Kokillenplatten verbunden sind, und daß als Lotmetall bevorzugt ein silber- oder kupferhaltiges Hartlot verwendet wird.But it can also be made use of the measure that the fastening pieces are connected to the mold plates by a brazing layer, and that a silver or copper-containing hard solder is preferably used as the solder metal.
Es ist weiterhin möglich das Befestigungsstück mit der Kokillenplatte durch Hochtemperaturlöten zu verbinden. Die Erwärmung der Lötstelle kann dazu durch einen Elektronenstrahl oder durch elektrischen Strom erfolgen.It is also possible to go through the fastening piece with the mold plate To connect high temperature soldering. This can be done by heating the solder joint an electron beam or by electric current.
Besonders vorteilhaft ist es, das Befestigungsstück mit der Kokillenplatte durch
Elektronenstrahlschweißen zu verbinden.
Dazu kann das Befestigungsstück ebenfalls in eine runde Ausnehmung von relativ
geringer Tiefe in die Rückseite der Kokillenplatte eingesetzt werden. Die Schweißung
erfolgt dann ringförmig entlang der Trennstelle zwischen Kokillenplatte und
Befestigungsstück. Der Elektronenstrahl kann senkrecht oder in einem Winkel auf
die Kokillenoberfläche auftreffen. Die Befestigungsstücke können mit einem Absatz
versehen sein, der so lang ist, daß er mit dem oberen Rand der Ausnehmung
abschließt, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
Die Befestigungsstücke können - wie zuvor beschrieben - aus einem gutleitenden
Metallwerkstoff oder einer geeigneten Stahllegierung hergestellt sein.It is particularly advantageous to connect the fastening piece to the mold plate by means of electron beam welding.
For this purpose, the fastening piece can also be inserted into a round recess of relatively shallow depth in the back of the mold plate. The welding then takes place in a ring along the separation point between the mold plate and the fastening piece. The electron beam can strike the mold surface perpendicularly or at an angle. The fastening pieces can be provided with a shoulder which is so long that it is flush with the upper edge of the recess, as shown in FIG. 2.
As described above, the fastening pieces can be made from a highly conductive metal material or a suitable steel alloy.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.Further refinements of the invention are in accordance with the subclaims intended.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
- Figur 1
- zeigt im Schnitt einen Ausschnitt einer Kokilleninnenplatte mit durch Lötung befestigtem Formteil und darin eingeschraubtem Befestigungsbolzen einer Stützplatte.
Figur 2- zeigt im Schnitt einen Ausschnitt von Figur 1 mit durch Elektronenstrahlschweißung befestigtem Formteil.
- Figure 1
- shows a section of a section of an inner mold plate with a molded part fastened by soldering and a fastening bolt of a support plate screwed therein.
- Figure 2
- shows in section a section of Figure 1 with a molded part fastened by electron beam welding.
Das in der Figur 1 dargestellte Teil einer flüssigkeitsgekühlten Plattenkokille zum
Stranggießen hochschmelzender Metalle wie Stahl, umfaßt eine hochwärmeleitfähige
Kokillenplatte 1 aus Kupfer oder Kupferlegierung, die mittels Befestigungsbolzen
2 jeweils mit einem rückwärtigen Wasserkasten bzw. mit einer Kanäle 3 für
Kühlwasser aufweisenden Stützplatte 4 verbunden ist. Die Kanäle für das Kühlwasser
können sich auch in der Kokillenplatte befinden.The part of a liquid-cooled plate mold shown in FIG
Continuous casting of refractory metals such as steel, includes a highly thermally conductive
Chill plate 1 made of copper or copper alloy, using fastening
Erfindungsgemäß sind auf der Wasserseite der Kokillenplatte 1 mit Gewindebohrungen
5 zum Einschrauben der Befestigungsbolzen 2 ausgebildete Formteile 6
angeordnet und durch Lötverbindungen 7, 7' mit den Kokillenplatten 1 kraftschlüssig
als Befestigungsstücke verbunden. Die Formteile bzw. Befestigungsstücke 6
sind vorzugsweise aus einem gutleitenden Metallwerkstoff wie CuAg, CuCrZr,
CuNiBe, oder CuNiFe herstellt. Die Befestigungsstücke 6 sind durch eine
Weichlotschicht 7 mit den Kokillenplatten 1 verbunden. Die Weichlotschicht 7 mit
hoher Scherfestigkeit ist vorzugsweise aus Lotmaterial der Legierungen L CdZn
bzw. L CdZnAg bzw. L SnCdZn hergestellt.According to the invention are on the water side of the mold plate 1 with threaded holes
5 molded
Es kann aber auch von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß die Befestigungsstücke
6 durch eine Hartlotschicht 7' mit den Kokillenplatten 1 verbunden
sind, und dass als Lotmetall bevorzugt Kupfer- oder eine Silberlotlegierung verwendet
ist.But it can also be made use of the measure that the
Es ist weiterhin möglich, daß die Befestigungsstücke 6 durch Hochtemperaturlöten
mittels Elektronenstrahl oder mittels elektrischen Strom mit den Kokillenplatten 1
verbunden sind. It is also possible that the
Die Hartlötung ergibt zwar bei Lottemperaturen über ca. 450°C vergleichsweise höhere Festigkeiten als eine Weichlötstelle, sie ist aber im Vergleich zu dieser bei Wechseltemperaturbelastung etwas anfälliger gegenüber Lötrissigkeit und erfordert einen höheren Aufwand bei der Herstellung und läßt sich ohne Beeinträchtigung des umgebenden insbesondere Kupfermaterials im Reparaturfall nicht wieder entlöten.Brazing results in soldering temperatures above approx. 450 ° C comparatively higher strength than a soft solder joint, but it is compared to this Alternating temperature loads somewhat more susceptible to soldering cracks and required a higher effort in production and can be done without impairment of the surrounding copper material in particular in the event of a repair desolder.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Auflötflächen für die Befestigungsstücke
6 für eine exakte Positionierung angespiegelt sind.An embodiment of the invention provides that the soldering surfaces for the
Eine erfindungswesentliche Ausgestaltung sieht weiterhin vor, daß die Befestigungsstücke
6 Formteile mit bevorzugt ringförmigem Querschnitt sind, die in kongruente
Ausnehmungen 8 von relativ geringer Tiefe, beispielsweise bis 5 mm, in
die Rückseite der Kokillenplatte 1 eingesetzt und darin verlötet sind, und daß in
der Stützplatte 4 eine mit allseitigem Abstand zum Befestigungsstück 6 ausgebildete
Bohrung 9 vorhanden ist, die mit wenigstens einem Kühlmittelkanal in Durchfluß-Verbindung
steht. Die Bohrung 9 kann auch in der Platte des Wasserkastens
vorgesehen sein.An embodiment essential to the invention further provides that the fastening
Diese Ausgestaltung der Bolzenbefestigung ergibt den Vorteil, daß sowohl das
Befestigungsstück 6, als auch der Schaft des Bolzens 2 vom Kühlwasser umflossen
sind und infolgedessen in ausreichendem Maße gekühlt werden. Damit wird
eine Gefährdung der Lötverbindung mit Sicherheit ausgeschlossen.This design of the bolt attachment gives the advantage that both
Diesem Zweck dient auch die weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung, daß
nämlich die Stützplatten 4 die Befestigungsbolzen 2 aufnehmende, relativ zu deren
Schaftdurchmesser größere Bohrungen 2' unter Ausbildung von Ringspalten
10 aufweisen, und daß jeder dieser Ringspalte 10 mit einer Kühlwasser führenden
Bohrung 9 in Verbindung steht. The further configuration according to the invention also serves this purpose
namely the support plates 4 receiving the mounting
Die vorgenannte Ausgestaltung hat aber noch den weiteren Vorteil, daß temperaturbedingte Ausdehnungsdifferenzen zwischen der Kokillenplatte 1 und der Stützplatte 4 zwanglos ausgeglichen werden.The aforementioned embodiment has the further advantage that temperature-related Expansion differences between the mold plate 1 and the support plate 4 can be compensated casually.
Weiterhin kann wahlweise von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß die
Kühlmittelkanäle 3 entweder in der Kokillenplatte 1 oder in der Stützplatte 4 bzw.
in einer der Kokillenplatte anliegenden Platte eines Wasserkastens angeordnet
sind.Furthermore, use can optionally be made of the measure that the
Und schließlich können die Kühlmittelkanäle 3 in der Kokillenplatte 1 entweder als
Nuten, oder als Bohrungen bevorzugt in Gießrichtung ausgeführt sein.And finally, the
Figur 2 zeigt im Schnitt einen Ausschnitt aus Figur 1 mit dem Formteil 6, welches,
als Alternativlösung der eingangs gestellten Aufgabe, mit einer Elektronenstrahlverschweißung
12 mit der Kokillenplatte 1 fest verbunden ist. Die Verschweißung
befindet sich auf der Außenseite des Formteils 6. Der Außendurchmesser des im
Querschnitt ringförmigen Formteils weist vor dem Verschweißen im Bereich der
Schweißnaht 12 einen 1 bis 8 mm größeren Durchmesser auf. Für das Elektronenstrahlschweißen
kann die Kokillenplatte 1 im Bereich der Befestigung eine geringfügige
Materialerhebung aufweisen, die der Höhe der Schweißnahttiefe in etwa
entspricht. Das Formteil 6 ist mit einem Innengewinde 5 zur Befestigung mit
dem Bolzen 2 (Figur 1) versehen. Das Formteil kann auch als Bolzen mit Außengewinde
ausgebildet sein.
Die Kanäle 3 für Kühlwasser der Stützplatte 4 sind ausschnittsweise angedeutet,
ebenso die Kühlwasser führende Bohrung 9.FIG. 2 shows a section of a section from FIG. 1 with the molded
The
Claims (27)
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Wasserseite jeder Kokillenplatte (1) mit Gewinde (5) ausgebildete Formteile (6) angeordnet und durch Lötverbindungen (7, 7') oder durch Schweißverbindungen (12) mit den Kokillenplatten (1) kraftschlüssig als Befestigungsstücke verbunden sind.Liquid-cooled plate mold for the continuous casting of metals, in particular steel materials, comprising highly heat-conductive mold plates (1) made of copper or copper alloys, which are each connected to a water tank or a support plate (4) by means of fastening elements (2),
characterized in that molded parts (6) formed on the water side of each mold plate (1) with thread (5) are arranged and non-positively connected as fastening pieces by solder connections (7, 7 ') or by weld connections (12) to the mold plates (1).
dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile bzw. die Befestigungsstücke (6) vorzugsweise aus einem gutleitenden Metallwerkstoff wie CuAg, CuCrZr, CuNiBe, oder CuNiFe hergestellt sind.Plate mold according to claim 1,
characterized in that the molded parts or the fastening pieces (6) are preferably made of a highly conductive metal material such as CuAg, CuCrZr, CuNiBe, or CuNiFe.
dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstücke (6) durch eine Weichlotschicht (7) mit den Kokillenplatten (1) verbunden sind. Plate mold according to claim 1 or 2,
characterized in that the fastening pieces (6) are connected to the mold plates (1) by a soft solder layer (7).
dadurch gekennzeichnet, dass die Weichlotschicht (7) mit hoher Scherfestigkeit bevorzugt mit Lotmaterial der Legierungen L CdZn bzw. L CdZnAg bzw. L SnCdZn hergestellt ist.Plate mold according to claim 3,
characterized in that the soft solder layer (7) with high shear strength is preferably made with solder material of the alloys L CdZn or L CdZnAg or L SnCdZn.
dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstücke (6) durch eine Hartlotschicht (7') mit den Kokillenplatten (1) verbunden sindPlate mold according to claim 1 or 2,
characterized in that the fastening pieces (6) are connected to the mold plates (1) by a hard solder layer (7 ')
dadurch gekennzeichnet, daß die Hartlotschicht mit Lötmaterial einer Kupfer- oder Silberlotlegierung hergestellt ist.Plate mold according to claim 5,
characterized in that the braze layer is made with a copper or silver solder alloy solder material.
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstücke durch Hochtemperaturlöten mit den Kokillenplatten verbunden sind.Plate mold according to claim 1 or 2,
characterized in that the fastening pieces are connected to the mold plates by high-temperature soldering.
dadurch gekennzeichnet, daß das Hochtemperaturlöten durch Elektronenstrahl oder elektrischen Strom erfolgt.Plate mold according to claim 7,
characterized in that the high temperature soldering is carried out by electron beam or electric current.
dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperaturlötschicht mit Lötmaterial einer Kupfer- oder Silberlegierung hergestellt ist. Plate mold according to claim 7 or 8,
characterized in that the high temperature solder layer is made with a copper or silver alloy solder material.
dadurch gekennzeichnet, dass die Auflötflächen für die Befestigungsstücke (6) für eine exakte Positionierung angespiegelt sind.Plate mold according to one or more of claims 1 to 6,
characterized in that the soldering surfaces for the fastening pieces (6) are mirrored for exact positioning.
dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstücke (6) Formteile mit bevorzugt ringförmigem Querschnitt sind, die in kongruente Ausnehmungen (8) von relativ geringer Tiefe, in der Rückseite der Kokillenplatte (1) eingesetzt und darin verlötet sind, und dass im Wasserkasten bzw. in der Stützplatte (4) eine mit allseitigem Abstand zum Befestigungsstück (6) ausgebildete Bohrung (9) vorhanden ist, die mit wenigstens einem Kühlmittelkanal in Durchfluss-Verbindung steht.Plate mold according to one or more of claims 1 to 7,
characterized in that the fastening pieces (6) are shaped parts with a preferably annular cross section, which are inserted into congruent recesses (8) of relatively shallow depth, in the back of the mold plate (1) and are soldered therein, and in that in the water tank or in the Support plate (4) has a hole (9) formed at all sides to the fastening piece (6), which is in flow connection with at least one coolant channel.
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstücke (6) mit Gewindeeinsätzen versehen sind.Plate mold according to claim 11,
characterized in that the fastening pieces (6) are provided with threaded inserts.
dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkasten bzw. die Stützplatte (4) die Befestigungsbolzen (2) aufnehmende, relativ zu deren Schaftdurchmesser grössere Bohrungen (2') unter Ausbildung von Ringspalten (10) aufweist, und dass jeder dieser Ringspalte (10) mit einer kühlwasserführenden Bohrung (9) in Verbindung steht.Plate mold according to one of claims 1 to 12,
characterized in that the water box or the support plate (4) has the fastening bolts (2), larger bores (2 ') relative to their shaft diameter, with the formation of annular gaps (10), and that each of these annular gaps (10) has a cooling water-carrying one Bore (9) communicates.
dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelkanäle (3) wahlweise in der Kokillenplatte (1) oder in der Stützplatte (4) bzw. in einer der Kokillenplatte (1) anliegenden Platte eines Wasserkastens angeordnet ist.Plate mold according to one or more of claims 1 to 13,
characterized in that the coolant channels (3) are arranged either in the mold plate (1) or in the support plate (4) or in a plate of a water box adjacent to the mold plate (1).
dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelkanäle (3) in der Kokillenplatte (1) entweder als Nuten, oder als Bohrungen, bevorzugt in Giessrichtung, ausgeführt sind.Plate mold according to one or more of claims 1 to 14,
characterized in that the coolant channels (3) in the mold plate (1) are designed either as grooves or as bores, preferably in the casting direction.
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wasserkasten bzw. der Stützplatte (4) und dem Kopf des Verbindungsbolzens (2) Scheiben und/oder Federelemente (11) angeordnet sind.Plate mold according to one or more of claims 1 to 15,
characterized in that disks and / or spring elements (11) are arranged between the water tank or the support plate (4) and the head of the connecting bolt (2).
dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (6) vorzugsweise mit der Kokillenplatte (1) durch Elektronenstrahlschweißen verbunden sind.Plate mold according to claim 1,
characterized in that the molded parts (6) are preferably connected to the mold plate (1) by electron beam welding.
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlschweißung (12) vorzugsweise auf der Außenseite des Formteils (6) angeordnet ist.Plate mold according to claim 17,
characterized in that the electron beam welding (12) is preferably arranged on the outside of the molded part (6).
dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (6) als ringförmiges Befestigungsstück ausgebildet ist und auf dem Außendurchmesser für das Elektronenstrahlschweißen im Bereich der Schweißnaht (12) einen größeren Durchmesser aufweist. Plate mold according to claim 17 or 18,
characterized in that the molded part (6) is designed as an annular fastening piece and has a larger diameter on the outer diameter for electron beam welding in the region of the weld seam (12).
dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Befestigungsstücke für das Elektronenstrahlschweißen im Bereich der Schweißnaht (12) um 1 bis 8 mm größer ist als dessen freier Außendurchmesser.Plate mold according to claim 17, 18 or 19,
characterized in that the outside diameter of the fastening pieces for electron beam welding in the area of the weld seam (12) is 1 to 8 mm larger than its free outside diameter.
dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenplatte (1) im Bereich der Elektronenstrahlschweißung Erhebungen aufweist, deren Höhe in etwa der Schweißnahttiefe entspricht.Plate mold according to at least one of claims 17 to 20,
characterized in that the mold plate (1) has elevations in the area of the electron beam welding, the height of which corresponds approximately to the depth of the weld.
dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (6) bzw. die Befestigungsstücke vorzugsweise aus Stahl hergestellt sind.Plate mold according to at least one of claims 17 to 21,
characterized in that the molded parts (6) or the fastening pieces are preferably made of steel.
dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (6) bzw. die Befestigungsstücke aus einer hochfesten Kupferlegierung hergestellt sind.Plate mold according to at least one of claims 17 to 22,
characterized in that the molded parts (6) or the fastening pieces are made of a high-strength copper alloy.
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstücke als Befestigungsbolzen (2) ausgebildet sind und vorzugsweise mit Außengewinde versehen sind.Plate mold according to at least one of the preceding claims 17 to 23,
characterized in that the fastening pieces are designed as fastening bolts (2) and are preferably provided with an external thread.
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbolzen (2) im Bereich der Elektronenstrahlschweißung einen größeren Schaftdurchmesser aufweisen.Plate mold according to one of the preceding claims 17 to 24,
characterized in that the fastening bolts (2) have a larger shaft diameter in the area of the electron beam welding.
dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Befestigungsbolzen (2) für Elektronenstrahlschweißen im Bereich der Schweißnaht um 1 bis 8 mm größer ist als dessen Schaftdurchmesser.Plate mold according to one of the preceding claims 17 to 25,
characterized in that the outside diameter of the fastening bolts (2) for electron beam welding in the area of the weld seam is 1 to 8 mm larger than its shank diameter.
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbolzen vorzugsweise aus Stahl hergestellt sind.Plate mold according to at least one of the preceding claims 17 to 26,
characterized in that the fastening bolts are preferably made of steel.
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