EP1140389A1 - Stranggiesskokille - Google Patents

Stranggiesskokille

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Publication number
EP1140389A1
EP1140389A1 EP99950385A EP99950385A EP1140389A1 EP 1140389 A1 EP1140389 A1 EP 1140389A1 EP 99950385 A EP99950385 A EP 99950385A EP 99950385 A EP99950385 A EP 99950385A EP 1140389 A1 EP1140389 A1 EP 1140389A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
side walls
broad side
continuous casting
side wall
broad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP99950385A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1140389B1 (de
Inventor
Andreas Flick
Gernot Lettmayr
Helmut Eidinger
Franz Wimmer
Werner Jahn
Josef Watzinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH filed Critical Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Publication of EP1140389A1 publication Critical patent/EP1140389A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1140389B1 publication Critical patent/EP1140389B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a continuous casting mold for the continuous casting of a steel strand, preferably for casting thin slabs with a thickness of less than 100 mm, with opposing broad side walls and with clampable between the broad side walls and arranged along the broad side walls transversely to the casting direction, opposing narrow side walls becoming narrower in the casting direction , wherein the broad side walls have a funnel-shaped pouring area which extends in the casting direction to the end of the mold and the distance of the broad side walls from one another in the direction of the narrow side walls and in the casting direction is continuously reduced at least over partial areas of their extent and the broad side walls are designed to be convergent.
  • a continuous casting mold of the generic type is already known from DE-C 35 01 422. Their broad side walls are towards the narrow side walls and in
  • Casting direction converged.
  • the wide side walls have flat contact surfaces in the adjustment region of the narrow side walls, which interact with the side walls of the narrow side walls. If a format adjustment is to be carried out in the mold, this is usually a displacement of the narrow side walls in the sense of a change in the width of the steel strand to be cast.
  • the strand thickness and thus the distance between the broad side walls should be kept constant here.
  • keeping the distance between the broad side walls constant is only possible with a format adjustment of the known continuous casting mold if the narrow side walls are displaced both in the horizontal and in the vertical direction.
  • the formation of the broad side walls in the adjustment area of the narrow side walls with a flat surface requires their skewed position in relation to the longitudinal axis of the mold. Due to these geometric restrictions, it is no longer possible to design the outlet cross-section such that the strand thickness is constant over the entire strand width for each strand format to be cast.
  • a continuous casting mold is also known from EP 0 658 387 A1, the broad side walls of which are designed to converge in some areas in the direction of the narrow side walls and in the casting direction.
  • the broad side walls have flat surface contours in the adjustment region of the narrow side walls, which interact with the side surfaces of the narrow side walls and whose distance from one another decreases linearly in the direction of the narrow side walls and is constant in the casting direction.
  • this embodiment automatically also causes its thickness adjustment in a ratio which is predetermined by the geometry.
  • this undesirably limits the spectrum of the strand formats to be cast using such a continuous casting mold.
  • the object of the invention is therefore to avoid the disadvantages described above and to propose a continuous casting mold with a funnel-shaped pouring area, which enables a format adjustment in which the strand width of the strand to be cast is set without having any effect on the strand thickness and the strand thickness of the strand to be cast is via the entire strand width can be kept constant.
  • Broad side walls is constant and at least one of the broad side walls is slidably and tiltably arranged with respect to the opposite broad side wall on a mold frame and is connected to an adjusting device.
  • the broad side walls are plane-parallel in the adjustment area of the narrow side walls, the converging course of the broad side walls in the adjustment area results in fewer curvatures in the funnel-shaped pouring area and thus problem-free strand shell formation.
  • the proposed mold geometry which is aimed in particular at a low-tension and thus crack-free strand shell formation, causes a wedge-shaped gap between the broad side wall and the narrow side wall when the format is adjusted, but this is a maximum of only a few millimeters and due to the tilting movement of the Broad side wall can be easily compensated. If one of the two opposite broad side walls is firmly anchored on the mold structure and thus forms a fixed side, the narrow side wall arranged between these two walls is also tilted by the displaceable and tiltable broad side wall, and a gap-free mold cavity for melt absorption is thus formed for each adjustable strand format.
  • Tilting of the narrow side walls is avoided when they are clamped between the wide side walls and the necessary tilt angle for the wide side wall is halved if each of the wide side walls is slidably and tiltably arranged on a mold frame and is connected to an adjusting device.
  • An expedient embodiment of the continuous casting mold is that the opposite broad side walls are connected to an adjusting device which covers both broad side walls.
  • a special constructive solution is that the tiltable broad side wall is articulated to the adjusting device.
  • Optimal conditions for the continuous shell formation in the continuous casting mold are obtained if, based on a horizontal plane receiving the casting level under constant casting conditions, the inclination oi of the broad side wall in the funnel-shaped pouring area is 1 ° to 5 ° and the inclination oc 2 of the broad side wall in the adjustment range of the narrow side wall between 0 , 1 ° and 0.3 °.
  • a simple structure of the continuous casting mold according to the invention is achieved in that each broad side wall is detachably fastened to a supporting wall, and the adjusting device is connected to at least one of the supporting walls which can be displaced and tilted together with the wide side wall.
  • the coolant channels for the mold cooling are incorporated at the contact level between the broad side wall and the support wall in the broad side wall or the support wall in the form of coolant slots.
  • a support wall is arranged between the broad side wall and the support wall, the broad side wall being detachably fastened to the support wall and the support wall to the support wall.
  • the coolant channels for the mold cooling are incorporated at the contact level between the broad side wall and the support wall in the broad side wall or in the support wall in the form of coolant slots.
  • the geometry of the coolant channels in the funnel-shaped pouring area of the broad side walls and the geometry of the coolant channels in the adjustment area of the narrow side walls are different. Geometry of the coolant channels is to be understood on the one hand as the distance between the coolant channels from one another, and on the other hand as the clear width (cross-sectional area) of the coolant channels and thus the coolant flow rate or the combination of both influencing variables. Both measures vary the specific heat flow density of the broad side walls.
  • this is achieved in that groups of adjacent coolant channels are connected by lines to individually controllable coolant stations, with at least one coolant supply station being assigned to the funnel-shaped pouring area and the adjustment areas of the narrow side walls of each broad side wall.
  • at least the inner walls of the broad side walls forming the mold cavity are formed by different materials in the casting direction, the material used in the area of the casting level having a lower thermal conductivity than that for the subsequent one in the casting direction Section of the broad side walls used material.
  • the broad side walls in the area of the casting mirror where particularly high temperatures occur and solidification is not immediately desired, consist of non-ferrous metals, refractory materials or various combinations thereof.
  • Narrow side walls with electromechanical or hydraulic drives are particularly cost-effective and reliable.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the continuous casting mold according to the invention with a fixed side and a loose side
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the continuous casting mold according to the invention with two loss sides
  • FIG. 3 illustrates the mold geometry in a continuous casting mold according to the first
  • FIG. 4 illustrates the mold geometry in a continuous casting mold according to the second embodiment and the displacement of the mold walls in the
  • FIG. 5 shows in a vertical section along the line A - A of FIG. 3 the displacement of the movable broad side wall in a continuous casting mold according to the embodiment according to FIGS. 1 and 3,
  • FIG. 6 shows in a vertical section along the line B - B of FIG. 4 the displacement of the movable broad side walls in a continuous casting mold according to FIGS. 2 and 4,
  • FIG. 7a shows a schematic representation of the structure of a mold broadside in a first embodiment, with a possible embodiment of the coolant supply
  • Fig. 7b shows a schematic representation of the structure of a mold broadside in a second embodiment, with a possible embodiment of the
  • FIG. 1 and 2 schematically illustrate continuous casting molds according to the invention for producing a steel strand in two basic embodiments, the same components being provided with the same reference numerals.
  • Two broad side walls 1, 2 and two narrow side walls 3, 4 of a continuous casting mold form a mold cavity 5, into which molten steel is introduced via a pouring tube (not shown) and from which a partially solid steel strand is conveyed out of the continuous casting mold in the direction of casting.
  • the broad side walls 1, 2 and the narrow side walls 3, 4 are usually made of copper or a copper alloy or another very good heat-conducting material.
  • the broad side walls 1, 2 are supported on support walls 7, 8 and screwed to them.
  • the narrow side walls 3, 4 are supported and screwed to support walls (not shown).
  • the narrow side walls 3, 4 positioned between the wide side walls 1, 2 can be displaced transversely to the casting direction 6, a possible position being shown with dashed lines.
  • the narrow side walls 3, 4 are with their vertical end regions articulated with narrow-side adjusting devices 9, 10 and mounted on the permanently anchored mold support structure 1 1. These narrow-side adjusting devices are not shown for the narrow side wall 4.
  • the opposing support walls 7, 8 of the broad side walls 1, 2 are penetrated by tie rods 14, 15 of the adjusting devices 12, 13 and can be fixed to one another, with
  • each adjusting device 12, 13 is assigned a separately controllable pressure medium cylinder 16.
  • the narrow side walls 3, 4 are narrowed in a wedge shape in the casting direction 6.
  • the adjusting devices 9, 10, 12, 13 can be equipped with any electromechanical or hydraulic drives.
  • the broad side wall 2 is designed as a fixed side, i.e. together with the support wall 8, it assumes a clearly defined position with respect to the mold structure 11.
  • the loose side formed by the broad side wall 1 and the associated support wall 7 is supported in the mold supporting structure 11 on slides 17 on guides 17 transversely to the casting direction 6 and with the adjusting devices 12, 13 against the narrow sides walls 3, 4 and together with these against the firmly positioned broad side wall 2 can be pressed on, this being done by shifting in the direction of the guides 17 and tilting around the lower or upper inner edge 18, 18a of the broad side wall 1.
  • both broad side walls 1, 2 are designed as loss sides and are supported in the mold supporting structure 1 1 on guides 17 which can be displaced transversely to the casting direction 6 and with which
  • Adjusting devices 12, 13 can be pressed against the narrow side walls 3, 4 on both sides, this being done by shifting in the direction of the guides 17 and tilting around the lower or upper inner edge 18, 18a, 19, 19a of the broad side walls 1, 2.
  • Figures 3 and 4 show in a horizontal section through the continuous casting molds according to Figures 1 and 2, which is created in the area of the casting level, the geometric conditions in this area of the continuous casting mold and their changes in a Format adjustment.
  • the surface of the liquid melt filled into the continuous casting mold is referred to as the casting level, this casting level always being kept at approximately the same height in the continuous casting mold under constant casting conditions.
  • FIGS. 3 and 4 only the inner edges of the broad side walls 1, 2 are shown in FIGS. 3 and 4.
  • the centrally placed funnel-shaped pouring area 20 is adjoined on both sides by an adjustment area of the narrow side walls 21, 22, within which the narrow side walls 3, 4 are slidably positioned.
  • the narrow side wall 4 is shown for a first strand format with solid lines and the broad side walls 1, 2 are also adapted to it with a solid line.
  • the narrow side wall 3 is shown in the left half of the figure for a smaller strand format with dashed lines.
  • the displacement movement of the narrow side wall 3 is indicated by the arrow 23, which symbolizes the narrow side adjusting devices 9, 10 from FIG. 1.
  • the broad side wall 1 is designed as a loose side and in the direction of the arrow 24, which symbolizes the adjusting devices 12, 13 from FIG. 1, is tilted toward the fixed side formed by the broad side wall 2 and is shown pressed with dashed lines. The tilting movement takes place around the lower inner edge 18 of the broad side wall 1.
  • the lower inner edge 18, which defines the outlet cross section from the continuous casting mold in a partial section, does not change its position due to the format adjustment, so that, regardless of the desired strand formats, the strand thickness in the outlet cross section is always constant remains. 5, the change in position of the broad side wall 1 caused by the tilting movement around the lower inner edge 18 is shown with dashed lines.
  • the flat inner wall parts of the broad side walls 1, 2, which have different inclinations from one another, are aligned with arcuate transitions R
  • the inclination o of the broad side walls 1, 2 in the funnel-shaped pouring area 20 is in the range from 1 to 5 ° and the inclination ⁇ x 2 of the broad side walls in the adjustment range of the narrow side walls 21, 22 is in the range from 0.1 ° to 0.3 °. This creates the best conditions for the formation of strand shells.
  • FIGS. 7a and 7b The structural structure of the broad side of a continuous casting mold is shown schematically in FIGS. 7a and 7b.
  • Each broad side wall 1, 2 is either detachably fastened directly to a support wall 7, 8 by screw connections (FIG. 7b), or with the interposition of a support wall 27, and both walls are releasably fastened together on a support wall 7, 8 (FIG. 7a) .
  • Coolant channels 26 are groove-shaped, parallel to each other and vertically following the pouring direction into each broad side wall 1, 2. However, they can also be incorporated into the support wall 7, 8 or support wall 27 lying against the broad side wall, as previously described for the broad side wall. This variant is shown in FIGS. 7a and 7b with dashed lines.
  • the geometry of the coolant channels 26 differs in cross section and / or in their spacing from one another in the funnel-shaped pouring area from the adjustment area of the narrow side walls.
  • the same effect can be achieved if the coolant channels 26 are connected in groups to coolant supply stations 28, as a result of which the flow rate in the coolant channels 26 becomes variable.
  • the broad side walls 1, 2 are parabolic in the funnel-shaped pouring area 20 in the casting direction 6 (FIG. 8).
  • the narrow side walls 3, 4 have a surface contour that is parabolic, in particular on the pouring side is formed and, in addition, edge clearances 30 are arranged on both sides in a region 29 which extends below the casting level to the mold outlet.

Landscapes

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Description

Stranggießkokille
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen eines Stahlstranges, vorzugsweise zum Gießen von Dünnbrammen unter 100 mm Dicke, mit einander gegenüberliegenden Breitseitenwänden und mit zwischen den Breitseitenwänden klemmbar und entlang der Breitseitenwande quer zur Gießrichtung verlagerbar angeordneten, einander gegenüberliegenden, in Gießrichtung keilförmig schmäler werdenden Schmalseitenwänden, wobei die Breitseitenwande einen trichterförmigen Eingießbereich aufweisen, der sich in Gießrichtung bis zum Kokillenende erstreckt und der Abstand der Breitseitenwande voneinander in Richtung zu den Schmalseitenwänden sowie in Gießrichtung zumindest über Teilbereiche ihrer Erstreckung kontinuierlich reduziert ist und die Breitseitenwande konvergierend ausgebildet sind.
Eine Stranggießkokille der gattungsbildenden Art ist aus der DE-C 35 01 422 bereits bekannt. Ihre Breitseitenwande sind in Richtung zu den Schmalseitenwänden und in
Gießrichtung konvergierend ausgebildet. Die Breitseitenwande weisen im Verstellbereich der Schmalseitenwände ebene Kontaktflächen auf, die mit den Seitenwänden der Schmalseitenwände zusammenwirken. Wenn eine Formatverstellung in der Kokille vorgenommen werden soll, so handelt es sich hierbei zumeist um eine Verschiebung der Schmalseitenwände im Sinne einer Breitenveränderung des zu gießenden Stahlstranges.
Die Strangdicke und damit der Abstand der Breitseitenwande zueinander soll hierbei konstant gehalten werden. Ein Konstanthalten des Abstandes der Breitseitenwande ist bei einer Formatverstellung der bekannten Stranggießkokille jedoch nur möglich, wenn die Schmalseitenwände sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung versetzt werden. Die Ausbildung der Breitseitenwande im Verstellbereich der Schmalseitenwände mit einer ebenen Oberfläche bedingt deren windschiefe Lage in Bezug auf die Kokillenlängsachse. Durch diese geometrischen Einschränkungen ist es nicht mehr möglich, den Austrittsquerschnitt so zu gestalten, daß für jedes zu gießende Strangformat die Strangdicke über die gesamte Strangbreite konstant ist. Auch aus der EP 0 658 387 AI ist eine Stranggießkokille bekannt, deren Breitseitenwande in Richtung zu den Schmalseitenwänden und in Gießrichtung in Teilbereichen konvergierend ausgebildet sind. Die Breitseitenwande weisen im Verstellbereich der Schmalseitenwände ebene Oberflächenkonturen auf, die mit den Seitenflächen der Schmalseitenwände zusammenwirken und deren Abstand zueinander in Richtung zu den Schmalseitenwänden linear abnimmt und in Gießrichtung konstant ist. Diese Ausführungsform bedingt bei einer Verschiebung der Schmalseitenwände im Sinne einer Breitseitenveränderung des zu gießenden Stahlstranges automatisch auch dessen Dickenverstellung in einem durch die Geometrie fest vorgegebenen Verhältnis. Damit wird jedoch das Spektrum der mit einer derartigen Stranggießkokille zu gießenden Strangformate unerwünscht eingeschränkt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese zuvor beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Stranggießkokille mit einem trichterförmigen Eingießbereich vorzuschlagen, die eine Formatverstellung ermöglicht, bei der die Strangbreite des zu gießenden Stranges ohne Rückwirkung auf die Strangdicke eingestellt und die Strangdicke des zu gießenden Stranges über die gesamte Strangbreite konstant gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand der Breitseitenwande voneinander am Kokillenende über die gesamte Breite der
Breitseitenwande konstant ist und mindestens eine der Breitseitenwande in bezug auf die gegenüberliegende Breitseitenwand auf einem Kokillentragwerk verschiebbar und kippbar angeordnet und mit einer Versteileinrichtung verbunden ist. Gegenüber Trichterkokillen, bei denen die Breitseitenwande im Verstellbereich der Schmalseitenwände planparallel gegenüberstehen, ergeben sich durch den konvergierenden Verlauf der Breitseitenwande im Verstellbereich geringere Krümmungen im trichterförmigen Eingießbereich und damit eine problemlose Strangschalenbildung.
Die vorgeschlagene, insbesondere auf eine spannungsarme und damit rißfreie Strangschalenbildung gerichete Kokillengeometrie, verursacht bei einer Formatverstellung einen keilförmigen Spalt zwischen der Breitseitenwand und der Schmalseitenwand, der maximal jedoch nur wenige Millimeter beträgt und durch die Kippbewegung der Breitseitenwand problemlos ausgeglichen werden kann. Wenn eine der beiden einander gegenüberliegenden Breitseitenwande auf dem Kokillentragwerk fest verankert ist und somit eine Festseite bildet, wird durch die verschiebbare und kippbare Breitseitenwand auch die zwischen diesen beiden Wänden angeordnete Schmalseitenwand gekippt und solcherart für jedes einstellbare Strangformat ein spaltfreier Kokillenformhohlraum zur Schmelzenaufnahme gebildet.
Das Kippen der Schmalseitenwände wird bei ihrer Klemmung zwischen den Breitseitenwänden vermieden und der notwendige Kippwinkel für die Breitseitenwand halbiert sich, wenn jede der Breitseitenwande auf einem Kokillentragwerk verschiebbar und kippbar angeordnet und mit einer VerStelleinrichtung verbunden ist.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Stranggießkokille besteht darin, daß die einander gegenüberliegenden Breitseitenwande mit einer beide Breitseitenwande erfassenden Versteileinrichtung verbunden sind. Eine spezielle konstruktive Lösung besteht darin, daß die kippbare Breitseitenwand mit der Verstelleinrichung gelenkig verbunden ist.
Für die Strangschalenbildung optimale Verhältnisse in der Stranggießkokille ergeben sich, wenn, bezogen auf eine den Gießspiegel bei konstanten Gießbedingungen aufnehmende Horizontalebene, die Neigung o i der Breitseitenwand im trichterförmigen Eingießbereich 1° bis 5° und die Neigung oc2 der Breitseitenwand im Verstellbereich der Schmalseitenwand zwischen 0,1° und 0,3° beträgt.
In der Stranggießtechnik ist es allgemein üblich, die Schmalseitenwände mit einem formatabhängigen, d.h. gießbreitenabhängigen Gießkonus zwischen den Breitseitenwänden zu klemmen, wobei der Gießkonus während der Formatverstellung an das jeweils neue Strangformat angepaßt wird. Im Sinne der Lehre, die durch die DE C 35 01 422 vermittelt wird, ist es vorteilhaft, daß die Schmalseitenwände in einer in Gießrichtung voneinander divergierenden Position zwischen den Breitseitenwänden angeordnet sind. Bei der Festlegung des Gießkonus kann sowohl der Massefluß des Stahls in Richtung zu den Schmalseiten-wänden als auch die abkühlungsbedingte Schrumpfung des Stranges berücksichtigt werden. Ein einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Stranggießkokille wird dadurch erzielt, daß jede Breitseitenwand an einer Stützwand lösbar befestigt ist, und die Versteileinrichtung mit mindestens einer der gemeinsam mit der Breitseitenwand verschiebbaren und kippbaren Stützwände verbunden ist. Die Kühlmittelkanäle für die Kokillenkühlung sind an der Kontaktebene zwischen der Breitseitenwand und der Stützwand in die Breitseitenwand oder die Stützwand in Form von Kühlmittelschlitzen eingearbeitet.
Nach einer alternativen Ausführungsform, ist zwischen der Breitseitenwand und der Stützwand eine Trägerwand angeordnet, wobei die Breitseitenwand an der Trägerwand und die Trägerwand an der Stützwand lösbar befestigt ist. Die Kühlmittelkanäle für die Kokillenkühlung sind an der Kontaktebene zwischen Breitseitenwand und Trägerwand in die Breitseitenwand oder in die Trägerwand in Form von Kühlmittelschlitzen eingearbeitet. Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, die Breitseitenwand gemeinsam mit der Trägerwand und dem integriertem Kühlmittelleitungen als Baueinheit vorzumontieren und in einfacher Weise in die Stranggießkokille einzubauen.
Um den Bedarf nach zonenweise unterschiedlicher Wärmeabfuhr in der Stranggießkokille zu entsprechen, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Geometrie der Kühlmittelkanäle im trichterförmigen Eingießbereich der Breitseitenwande und die Geometrie der Kühlmittelkanäle im Verstellbereich der Schmalseitenwände unterschiedlich ist. Unter Geometrie der Kühlmittelkanäle ist einerseits der Abstand der Kühlmittelkanäle voneinander, andererseits die lichte Weite (Querschnittsfläche) der Kühlmittelkanäle und damit die Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit oder die Kombination beider Einflußgrößen zu verstehen. Durch beide Maßnahmen wird die spezifische Wärmestromdichte der Breitseitenwande variiert. Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, daß Gruppen benachbarter Kühlmittelkanäle mit individuell ansteuerbaren Kühlmittelstationen leitungsmäßig verbunden sind, wobei dem trichterförmigen Eingießbereich und den Verstellbereichen der Schmalseitenwände jeder Breitseitenwand mindestens je eine Kühlmittelversorgungsstation zugeordnet ist. Um die Wärmeabfuhr in der Stranggießkokille optimal zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, daß zumindest die den Formhohlraum bildenden Innenwandungen der Breitseitenwande in Gießrichtung von unterschiedlichen Materialien gebildet sind, wobei das im Bereich des Gießspiegels verwendete Material eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das für den in Gießrichtung nachfolgenden Abschnitt der Breitseitenwande verwendete Material. Beispielsweise bestehen die Breitseitenwande im Bereich des Gießspiegels, wo besonders hohe Temperaturen auftreten und die Erstarrung nicht sofort erwünscht ist aus Nichteisenmetallen, feuerfesten Stoffen oder diversen Kombinationen daraus.
Die Ausstattung der Versteileinrichtungen für die Breitseitenwande und die
Schmalseitenwände mit elektromechanischen oder hydraulischen Antrieben ist besonders kostengünstig und betriebssicher.
Günstige Bedingungen für den Anfahrvorgang und für eine spannungsfreie Strangschalenbildung ergeben sich gleichermaßen wenn die Kontur der Breitseitenwande im trichterförmigen Eingießbereich in Gießrichtung parabolisch ausgeformt ist. Eine weitere Verbesserung dieser Bedingungen stellt sich ein, wenn auch die Kontur der Schmalseitenwände in Gießrichtung parabolisch ausgeformt ist und die Schmalseitenwände, in einen Bereich der sich unterhalb des Gießspiegels bis zum Kokillenaustritt erstreckt, beidseitig mit Kantenfreistellungen versehen sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden schematischen Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stranggießkokille mit einer Festseite und einer Losseite,
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stranggießkokille mit zwei Losseiten, Fig. 3 veranschaulicht die Kokillengeometrie bei einer Stranggießkokille gemäß der ersten
Ausführungsform und die Verlagerung der Kokillenwände bei einer Formatverstellung in einem Halbschnitt, Fig. 4 veranschaulicht die Kokillengeometrie bei einer Stranggießkokille gemäß der zweiten Ausführungsform und die Verlagerung der Kokillenwände bei der
Formatverstellung in einem Halbschnitt,
Fig. 5 zeigt in einem Vertikalschnitt entlang der Linie A - A von Fig. 3 die Verlagerung der beweglichen Breitseitenwand bei einer Stranggießkokille gemäß der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 3,
Fig. 6 zeigt in einem Vertikalschnitt entlang der Linie B - B von Fig. 4 die Verlagerung der beweglichen Breitseitenwande bei einer Stranggießkokille nach den Figuren 2 und 4,
Fig. 7a zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau einer Kokillen-Breitseite in einer ersten Ausführungsform, mit einer möglichen Ausführungsform der Kühlmittelversorgung,
Fig. 7b zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau einer Kokillen-Breitseite in einer zweiten Ausführungsform, mit einer möglichen Ausführungsform der
Kühlmittelversorgung,
Fig. 8 zeigt den Querschnitt einer Breitseitenwand im trichterförmigen Eingießbereich mit parabolischer Innenkontur,
Fig. 9 zeigt den Querschnitt einer Schmalseitenwand mit parabolischer Innenkontur und
Kantenfreistellung.
In den Fig. 1 und 2 sind erfindungsgemäße Stranggießkokillen zur Herstellung eines Stahlstranges in zwei grundlegenden Ausführungsformen schematisch dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zwei Breitseitenwande 1 , 2 und zwei Schmalseitenwände 3, 4 einer Stranggießkokille bilden einen Formhohlraum 5, in den Stahlschmelze über ein nicht dargestelltes Gießrohr eingebracht und aus dem ein teilerstarrter Stahlstrang in Gießrichtung aus der Stranggießkokille ausgefördert wird. Die Breitseiten-wände 1 , 2 und die Schmalseitenwände 3, 4 sind üblicherweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder einem anderen sehr gut wärmeleitenden Material hergestellt. Die Breitseitenwande 1 , 2 sind an Stützwänden 7, 8 abgestützt und mit diesen verschraubt. Analog sind die Schmalseitenwände 3, 4 an nicht dargestellten Stützwänden abgestützt und verschraubt. Zur Einstellung unterschiedlicher Gießformate sind die zwischen den Breitseitenwänden 1 , 2 positionierten Schmalseitenwände 3, 4 quer zur Gießrichtung 6 verschiebbar, wobei eine mögliche Position mit strichlierten Linien dargestellt ist. Zur Durchführung dieser Verstellbewegung sind die Schmalseitenwände 3, 4 mit ihren vertikalen Endbereichen mit Schmalseiten- Versteileinrichtungen 9, 10 gelenkig verbunden und am fest verankerten Kokillentragwerk 1 1 gegengelagert. Für die Schmalseitenwand 4 sind diese Schmalseiten-Versteileinrichtungen nicht dargestellt. Die einander gegenüberliegenden Stützwände 7, 8 der Breitseitenwande 1, 2 sind von Zugankern 14, 15 der Versteileinrichtungen 12, 13 durchsetzt und zueinander fixierbar, wobei bei
Beaufschlagung dieser VerStelleinrichtungen 12, 13 die Schmalseitenwände 3, 4 zwischen den Breitseitenwänden 1 , 2 geklemmt oder gelöst werden. Zur Durchführung dieser Manipulationen ist jeder VerStelleinrichtung 12, 13 ein separat ansteuerbarer Druckmittelzylinder 16 zugeordnet. Die Schmalseitenwände 3, 4 sind in Gießrichtung 6 keilförmig verengt. Grundsätzlich können die VerStelleinrichtungen 9, 10, 12, 13 mit beliebigen elektromechanischen oder hydraulischen Antrieben ausgestattet sein.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Strangießkokille ist die Breitseitenwand 2 als Festseite ausgebildet, d.h. sie nimmt zusammen mit der Stützwand 8 eine eindeutig definierte Position gegenüber dem Kokillentragwerk 1 1 ein. Die von der Breitseitenwand 1 und der zugehörigen Stützwand 7 gebildete Losseite ist im Kokillentragwerk 1 1 auf Führungen 17 quer zur Gießrichtung 6 verschiebbar abgestützt und mit den Versteileinrichtungen 12, 13 gegen die Schmalseiten wände 3, 4 und mit diesen gemeinsam gegen die fest positionierte Breitseitenwand 2 anpreßbar, wobei dies durch ein Verschieben in Richtung der Führungen 17 und ein Kippen um die untere oder obere innere Kante 18, 18a der Breitseitenwand 1 erfolgt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Stanggießkokille sind beide Breitseitenwande 1 , 2 als Losseiten ausgebildet und im Kokillentragwerk 1 1 auf Führungen 17 quer zur Gießrichtung 6 verschiebbar abgestützt und mit den
VerStelleinrichtungen 12, 13 beidseitig gegen die Schmalseitenwände 3, 4 anpreßbar, wobei dies durch ein Verschieben in Richtung der Führungen 17 und ein Kippen um die untere oder obere innere Kante 18, 18a, 19, 19a der Breitseitenwande 1 , 2 erfolgt.
Die Figuren 3 und 4 zeigen in einem Horizontalschnitt durch die Stranggießkokillen gemäß den Figuren 1 und 2, der im Bereich des Gießspiegels angelegt ist, die geometrischen Bedingungen in diesem Bereich der Stranggießkokille und deren Veränderungen bei einer Formatverstellung. Mit Gießspiegel ist hierbei die Oberfläche der in die Stranggießkokille eingefüllten flüssigen Schmelze bezeichnet, wobei dieser Gießspiegel bei konstanten Gießbedingungen immer auf annähernd gleicher Höhe in der Stranggießkokille gehalten wird.
Zur Erzielung einer anschaulichen Darstellung sind in den Figuren 3 und 4 lediglich die Innenkanten der Breitseitenwande 1 , 2 dargestellt. An den zentral angelegten trichterförmigen Eingießbereich 20 schließt beiderseits ein Verstellbereich der Schmalseitenwände 21 , 22 an, innerhalb dessen die Schmalseitenwände 3, 4 verschiebbar positioniert sind.
In Fig. 3 ist die Schmalseitenwand 4 für ein erstes Strangformat mit durchgehenden Linien dargestellt und die Breitseitenwande 1, 2 sind mit ebenfalls durchgehenden Linie daran angepaßt. Die Schmalseitenwand 3 ist in der linken Bildhälfte für ein kleineres Strangformat mit strichlierten Linien dargestellt. Die Verschiebebewegung der Schmalseitenwand 3 ist durch den Pfeil 23 angedeutet, der die Schmalseiten- VerStelleinrichtungen 9, 10 aus Fig. 1 versinnbildlicht. Die Breitseitenwand 1 ist als Losseite ausgebildet und in Richtung des Pfeiles 24, der die VerStelleinrichtungen 12, 13 aus Fig. 1 versinnbildlicht, zur von der Breitseitenwand 2 gebildeten Festseite gekippt und angepreßt mit strichlierten Linien dargestellt. Die Kippbewegung erfolgt hierbei um die untere innere Kante 18 der Breitseitenwand 1. Die untere innere Kante 18, die den Austrittsquerschnitt aus der Stranggießkokille in einem Teilabschnitt definiert, verändert ihre Position durch die Formatverstellung nicht, sodaß unverändert von gewünschten Strangformaten die Strangdicke im Austrittsquerschnitt stets konstant bleibt. In Fig. 5 ist mit strichlierten Linien die durch die Kippbewegung um die untere innere Kante 18 bewirkte Positionsveränderung der Breitseitenwand 1 dargestellt.
In Fig. 4 sind die Verhältnisse für den Fall, daß beide Breitseitenwande 1 , 2 Losseiten bilden von zwei Losseiten, wie bereits in Fig. 2 dargestellt, in analoger Weise veranschaulicht. In diesem Fall kommt es bei der Formatverstellung, die durch die mit strichlierten Linien dargestellten Schmalseitenwand 3 veranschaulicht ist, zu einem synchronen Kippen der beiden Breitseitenwande 1 , 2 in die im linken Halbschnitt mit strichlierten Linien dargestellten Position. Die gesamte Stranggießkokille verbleibt in einer zur zentralen Gießachse 25 symmetrischen Lage. Die Schmalseitenwände 3, 4 verändern ihre vertikale Ausrichtung nicht. In Fig. 6 sind mit strichlierten Linien die durch die Kippbewegung um die unteren inneren Kanten 18 bewirkten Positionsveränderungen der beiden Breitseitenwande 1 , 2 dargestellt.
Die ebenen Wandinnerteile der Breitseitenwande 1 , 2, die zueinander unterschiedliche Neigungen aufweisen, sind mit bogenförmigen Übergängen R|, R2 angeglichen. Die Neigung o der Breitseitenwande 1, 2 im trichterförmigen Eingießbereich 20 liegt im Bereich von 1 bis 5° und die Neigung <x2 der Breitseitenwande im Verstellbereich der Schmalseitenwände 21 , 22 liegt im Bereich von 0,1° bis 0,3°. Damit sind beste Bedingungen für die Strangschalenbildung gegeben.
Der strukturelle Aufbau der Breitseite einer Stranggießkokille ist in den Fig. 7a und 7b schematisch dargestellt. Jede Breitseitenwand 1, 2 ist entweder direkt an einer Stützwand 7, 8 lösbar durch Schraubverbindungen befestigt (Fig. 7b), oder unter Zwischenschaltung einer Trägerwand 27 an dieser, und beide Wände gemeinsam an einer Stützwand 7, 8 lösbar befestigt (Fig. 7a). Kühlmittelkanäle 26 sind in jede Breitseitenwand 1, 2 nutenförmig, parallel zueinander und vertikal der Gießrichtung folgend eingearbeitet. Sie können allerdings auch in die an die Breitseitenwand anliegende Stützwand 7, 8 oder Trägerwand 27 eingearbeitet sein, wie zuvor für die Breitseitenwand beschrieben. Diese Variante ist in den Fig. 7a und 7b mit strichlierten Linien dargestellt. Zur Erzielung einer abschnittweise unterschiedlichen Kühlwirkung weicht die Geometrie der Kühlmittelkanäle 26 in ihrem Querschnitt und/oder in ihrem Abstand zueinander im trichterförmigen Eingießbereich von Verstellbereich der Schmalseitenwände ab. Derselbe Effekt ist erreichbar, wenn die Kühlmittelkanäle 26 gruppenweise mit Kühlmittel- Versorgungsstationen 28 verbunden sind, wodurch die Durchflußgeschwindigkeit in den Kühlmittelkanälen 26 variabel wird.
Die Breitseitenwande 1, 2 sind im trichterförmigen Eingießbereich 20 in Gießrichtung 6 parabolisch ausgebildet (Fig. 8). Die Schmalseitenwände 3, 4 weisen, wie in Fig. 9 dargestellt, eine Oberflächenkontur auf, die insbesondere eingießseitig parabolisch ausgebildet ist und wobei zusätzlich in einem Bereich 29, der sich unterhalb des Gießspiegels bis zum Kokillenaustritt erstreckt, beidseitig Kantenfreistellungen 30 angeordnet sind. Diese Kantenfreistellungen sind in der AT-B 404 235 bereits im Detail beschrieben.

Claims

Ansprüche
1. Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen eines Stahlstranges, vorzugsweise zum Gießen von Dünnbrammen unter 100 mm Dicke, mit einander gegenüberliegenden
Breitseitenwänden (1, 2) und mit zwischen den Breitseitenwänden klemmbar und entlang der Breitseitenwande quer zur Gießrichtung (6) verlagerbar angeordneten, einander gegenüberliegenden, in Gießrichtung keilförmig schmäler werdenden Schmalseitenwänden (3, 4), wobei die Breitseitenwande (1, 2) einen trichterförmigen Eingießbereich (20) aufweisen, der sich in Gießrichtung (6) bis zum Kokillenende erstreckt und der Abstand der Breitseitenwande (1, 2) voneinander in Richtung zu den Schmalseitenwänden (3, 4) sowie in Gießrichtung (6) zumindest über Teilbereiche ihrer Erstreckung kontinuierlich reduziert ist und die Breitseitenwande (1, 2) im Verstellbereich der Schmalseitenwände (21, 22) in Richtung zu den Schmalseitenwänden (3, 4) konvergierend ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Breitseitenwande (1 , 2) voneinander am Kokillenende über die gesamte Breite der Breitseitenwande konstant ist und mindestens eine der Breitseitenwande (1, 2) in bezug auf die gegenüberliegende Breitseitenwand auf einem Kokillentragwerk (1 1 ) verschiebbar und kippbar angeordnet und mit einer Versteileinrichtung (12, 13) verbunden ist.
2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Breitseitenwande (1, 2) auf einem Kokillentragwerk (1 1) verschiebbar und kippbar angeordnet und mit einer Versteileinrichtung (12, 13) verbunden ist.
3. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Breitseitenwande (1 , 2) mit einer beide Breitseitenwande erfassenden VerStelleinrichtung (12, 13) verbunden sind.
4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kippbare Breitseitenwand (1 , 2) mit der VerStelleinrichtung (12, 13) gelenkig verbunden ist.
5. Stranggießkokille nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf eine den Gießspiegel bei konstanten Gießbedingungen aufnehmende Horizontalebene, die Neigung ∞\ der Breitseitenwand im trichterförmigen Eingießbereich (20) 1 ° bis 5° und der Neigung oc2 der Breitseitenwand im
Verstellbereich der Schmalseitenwand (21 , 22) 0,1 ° bis 0,3° beträgt.
6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalseitenwände (3, 4) in einer in Gießrichtung voneinander divergierenden Position zwischen den Breitseitenwänden ( 1 , 2) angeordnet sind.
7. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Breitseitenwand (1 , 2) an einer Stützwand (7, 8) lösbar befestigt ist und die Versteileinrichtung (12, 13) mit mindestens einer der gemeinsam mit der Breitseitenwand verschiebbaren und kippbaren Stützwände (7, 8) verbunden ist.
8. Stranggießkokille nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (26) für die Kokillenkühlung an der Kontaktebene zwischen der Breitseitenwand (1 , 2) und der Stützwand (7, 8) in die Breitseitenwand (1 , 2) oder in die Stützwand (7, 8) in Form von Kühlmittelschlitzen eingearbeitet sind.
9. Stranggießkokille nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Breitseitenwand (1 , 2) und der Stützwand (7, 8) eine Trägerwand (27) angeordnet ist, wobei die Breitseitenwand (1 , 2) an der Trägerwand (27) und die Trägerwand (27) an der Stützwand (7, 8) lösbar befestigt ist.
10. Stranggießanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlmittelkanäle (26) für die Kokillenkühlung an der Kontaktebene zwischen Breitseitenwand (1 , 2) und Trägerwand (27) in die Breitseitenwand ( 1 , 2) oder in die Trägerwand (27) in Form von Kühlmittelschlitzen eingearbeitet sind.
1 1. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der Kühlmittelkanäle (26) im trichterförmigen Eingießbereich der Breitseitenwande (20) und die Geometrie der Kühlmittelkanäle im Verstellbereich der Schmalseitenwände (21 , 22) unterschiedlich ist.
12. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen benachbarter Kühlmittelkanäle (26) mit individuell ansteuerbaren Kühlmittel- Versorgungsstationen ( 28) leitungsmäßig verbunden sind, wobei dem trichterförmigen Eingießbereich (20) und den Verstellbereichen der Schmalseitenwände (21 , 22) jeder Breitseitenwand (1, 2) mindestens je eine Kühlmittel-Versorgungsstation (28) zugeordnet ist.
13. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die den Formhohlraum (5) bildenden Innenwandungen der Breitseitenwande (1 , 2) in Gießrichtung (6) von unterschiedlichen Materialien gebildet sind, wobei das im Bereich des Gießspiegels verwendete Material eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das für den in Gießrichtung (6) nachfolgenden Abschnitt der Breitseitenwande (1 , 2) verwendete Material.
14. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteileinrichtungen (9, 10, 12, 13) mit elektromechanischen oder hydraulischen Antrieben ausgestattet sind.
15. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Breitseitenwande (1 , 2) im trichterförmigen Eingießbereich (20) in
Gießrichtung (6) parabolisch ausgeformt ist.
16. Stranggießkokille nach einem der Anspüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Schmalseitenwände (3, 4) in Gießrichtung (6) parabolisch ausgeformt ist und die Schmalseitenwände (3, 4) in einem Bereich (29), der sich unterhalb des
Gießspiegels bis zum Kokillenaustritt erstreckt, beidseitig mit Kantenfreistellungen (30) versehen sind.
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