EP1199120A1 - Plattenkokille zum Stranggiessen von Metall, insbesondere von Stahl - Google Patents

Plattenkokille zum Stranggiessen von Metall, insbesondere von Stahl Download PDF

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EP1199120A1
EP1199120A1 EP01122811A EP01122811A EP1199120A1 EP 1199120 A1 EP1199120 A1 EP 1199120A1 EP 01122811 A EP01122811 A EP 01122811A EP 01122811 A EP01122811 A EP 01122811A EP 1199120 A1 EP1199120 A1 EP 1199120A1
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EP
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mold
plates
plate
water boxes
water
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EP01122811A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Siegbert Schwenecke
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SMS Siemag AG
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SMS Demag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/055—Cooling the moulds

Definitions

  • the invention relates to a plate mold for the continuous casting of metal, in particular of steel, comprising four coolable by water boxes, one essentially rectangular mold cavity limiting to a given strand format Mold plates, with pairs of opposing plates with a transverse to these adjacent pairs of plates by means of clamping elements can be put together.
  • Plate molds composed of individual plates are known. In order to be more intense The mold plates used here are cooled by screw connections equipped with water boxes on the back. In many cases, these are mold plates on their side facing the water tank with webs and in between extending grooves as cooling channels for a coolant, usually Water, trained.
  • a coolant usually Water
  • the necessary fixation of the mold plates with the water box takes place usually via a variety of screws, which at least the water tank partially penetrate, and are screwed into threaded pieces, which are arranged in or on the mold plate.
  • Such mold plates have several disadvantages.
  • the introduction the threaded pieces in the mold plates are extremely complex.
  • the mold plate is usually made of copper, whereas the threaded pieces are made of Steel.
  • EP 0 030 515 describes one for the continuous casting of multi-purpose steel profiles suitable continuous casting mold, which is composed of four individual plates is.
  • the individual plates have cutouts on their extremities that interlock when joining the panels.
  • the butt edges are by means of inserted in the recesses fitting plates at the same height, where the inner surfaces of the plates have chamfers or radii on the extremities, so that there is an octagonal mold cross-section.
  • No information is given about coolant guides into the mold plates Service.
  • DE-OS 25 49 011 describes a plate mold for the continuous casting of metal, especially of steel, consisting of four cooled, the mold cavity on one predetermined strand format delimiting plates, with two each other opposite plates on corresponding support surfaces of the other two support opposite plates and the plates by essentially clamping device acting at right angles to the supporting surfaces can be clamped together are.
  • plate molds are usually made up of four plates attached to one Support frames are attached. Such plate molds can be adjustable and not adjustable molds can be divided. The adjustable plate molds are to adapt to different casting formats that are blunt between the broad side walls clamped narrow side walls movable. With non-adjustable Plate molds are the two opposing plate pairs assembled in the corners to a predetermined strand format. Such Plate molds are by clamping devices acting at right angles to the support surfaces clamped together.
  • molds of this type open the butt joints of the panels after a relatively short time due to plastic Deformation of the panels due to heat, whereby open butt joints close String failures and breakthroughs. Such defective molds must be used subjected to post-processing after a certain number of castings become.
  • EP 0 913 216 A1 describes a device for an endless molding device with two circumferential mold chains, one of which has a mold underside and the other circulates a mold top. These unite in a common path to each other, a mold cavity enclosing units put together at the beginning of the common route and be dismantled again at the end.
  • the object of the invention based on a plate mold of the type mentioned in the preamble of claim 1 specify that with much lower manufacturing costs and machining accuracy is producible and an adjustable taper of the narrow side plates easily possible.
  • the spring plates are underlaid in the mold plates in the clamping area.
  • a saving in processing is also achieved in that after a further design of the plate mold, the water tanks without mechanical or geometrical influencing of the mold plates, only with force and Form fit, lie against them.
  • the drawing shows a top view of a horizontally cut mold Illustration of the geometry of both mold plates and water boxes.
  • the top view shows the plate mold for the continuous casting of metal, in particular of steel.
  • the mold comprises four, preferably by means of open water boxes 1, 1 '; 2, 2 'coolable, an essentially rectangular mold cavity 3rd mold plates 4, 4 'limiting to a given strand format; 5, 5 ', where each pair in opposite plates with one across subsequent plate pair 5, 5 'by means of clamping elements 7, 7' with training can be clamped together by corner connections.
  • the two plate pairs 4, 4 'and 5, 5' are at corner butt joints 6, 6 'with each other form fit together and by the on their outer surfaces positive and non-positive water boxes 1, 1 '; 2, 2 'held together.
  • the water boxes are in turn arranged by means of clamping elements 7, 7 'can be screwed together.
  • the tensioning elements can be compared long expansion screws should be formed.
  • the clamping elements 7, 7 ' are used to compensate for thermal expansion of the mold plates 4, 4 '; 5, 5 'underlaid in the clamping area with spring assemblies 11.
  • This can be, for example, disc springs assembled in packages, depending on the number the composite individual springs can be adjusted as required result.
  • the water boxes 1, 1 'assigned to the narrow side plates 4, 4' are on their Extremities with adjusting screws that can be supported on end faces 8, 8 'of the broad side plates 5, 5' 9, 9 'and vice versa.
  • Especially with regard to this type of construction can be the butt joints 8, 8 'as smooth surfaces with rough tolerances be trained.
  • the assembly of the plate mold is simplified by the die plates 4, 4 'and 5, 5' assigned water boxes 1, 1 '; 2, 2 'on their inner Extremities with grooves 10, 10 'or those assigned to the broad side walls 5, 5' Water boxes 2, 2 'on their inner extremities with grooves 10 "for inserting Seals, e.g. in the form of cord rings made of elastic material are.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Plattenkokille zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl. Die Plattenkokille umfaßt vier mittels vorzugsweise offen anliegender Wasserkästen (1, 1'; 2, 2') kühlbare, einen im wesentlichen rechteckigen Formhohlraum (3) auf ein vorgegebenes Strangformat begrenzende Kokillenplatten (4, 4'; 5, 5'). Jeweils paarweise einander gegenüberliegende Kokillenplatten (4, 4') sind mit einem quer zu diesen anschließenden Plattenpaar (5, 5') mittels Spannelementen (7, 7') unter Ausbildung von Eckverbindungen miteinander zusammenspannbar. Die beiden Plattenpaare (4, 4') bzw. (5, 5') sind an eckständigen Stoßfugen (6, 6') miteinander kraftschlüssig aneinandergefügt und sind durch die an ihren Außenflächen form- und kraftschlüssig anliegenden Wasserkästen (1, 1'; 2, 2') zusammengehalten sind. Die Wasserkästen ihrerseits sind durch über Eck angeordnete Spannelemente (7, 7') verbindbar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Plattenkokille zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl, umfassend vier mittels Wasserkästen kühlbare, einen im wesentlichen rechteckigen Formhohlraum auf ein vorgegebenes Strangformat begrenzende Kokillenplatten, wobei jeweils paarweise einander gegenüberliegende Platten mit einem quer zu diesen anschließenden Plattenpaaren mittels Spannelementen miteinander zusammenspannbar sind.
Aus Einzelplatten zusammengesetzte Plattenkokillen sind bekannt. Zwecks intensiver Kühlung der hierbei verwendeten Kokillenplatten sind diese über Schraubverbindungen mit rückseitigen Wasserkästen ausgestattet. Vielfach sind diese Kokillenplatten auf ihrer dem Wasserkasten zugewandten Seite mit Stegen und dazwischen verlaufenden Nuten als Kühlkanäle für eine Kühlflüssigkeit, in der Regel Wasser, ausgebildet.
Die erforderliche Befestigung der Kokillenplatten mit dem Wasserkasten erfolgt üblicherweise über eine Vielzahl von Schrauben, welche den Wasserkasten zumindest teilweise durchdringen, und in Gewindestücke eingeschraubt sind, welche in oder an der Kokillenplatte angeordnet sind.
Derartige Kokillenplatten weisen mehrere Nachteile auf. Insbesondere ist das Einbringen der Gewindestücke in die Kokillenplatten äußerst aufwendig. Ferner besteht die Kokillenplatte in der Regel aus Kupfer, dagegen die Gewindestücke aus Stahl.
Die EP 0 030 515 beschreibt eine zum Bogenstranggießen von Mehrzweck-Stahlprofilen geeignete Stranggießkokille, die aus vier Einzelplatten zusammengesetzt ist. Die Einzelplatten weisen an ihren Extremitäten Aussparungen auf, die beim Aneinanderfügen der Platten ineinandergreifen. Die Stoßkanten sind mittels in die Aussparungen eingeführter Paßbleche auf gleiche Höhe eingestellt, wobei die Innenflächen der Platten an den Extremitäten Fasen bzw. Radien aufweisen, so dass sich ein achtkantiger Kokillenquerschnitt ergibt. Über die erforderliche Anordnung von Kühlmittelführungen in die Kokillenplatten ist keine Angabe gemacht worden.
Die DE-OS 25 49 011 beschreibt eine Plattenkokille zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl, bestehend aus vier gekühlten, den Formhohlraum auf ein vorbestimmtes Strangformat begrenzenden Platten, wobei jeweils zwei einander gegenüberliegende Platten sich auf entsprechenden Stützflächen der beiden anderen gegenüberliegenden Platten abstützen und die Platten durch im wesentlichen rechtwinklig zu den Stützflächen wirkende Spannvorrichtung zusammenspannbar sind.
Dem in diesem Dokument beschriebenen Stand der Technik ist zu entnehmen dass Plattenkokillen in der Regel aus vier Platten aufgebaut sind, die an einem Tragrahmen befestigt sind. Solche Plattenkokillen können in verstellbare und nicht verstellbare Kokillen unterteilt werden. Bei den verstellbaren Plattenkokillen sind, zum Anpassen an unterschiedliche Gießformate, die stumpf zwischen den Breitseitenwänden eingeklemmten Schmalseitenwänden verschiebbar. Bei nicht verstellbaren Plattenkokillen sind die beiden einander gegenüberliegenden Plattenpaare in den Ecken auf ein vorbestimmtes Strangformat zusammengefügt. Derartige Plattenkokillen sind durch rechtwinklig zu den Stützflächen wirkende Spannvorrichtungen zusammenspannbar. Bei derartigen Kokillen öffnen sich erfahrungsgemäß die Stoßfugen der Platten nach relativ kurzer Zeit infolge plastischer Verformung der Platten durch Wärmeeinwirkung, wobei geöffnete Stoßfugen zu Strangfehlem und Durchbrüchen führen. Derartige fehlerhafte Kokillen müssen nach einer bestimmten Anzahl von Güssen einer Nachbearbeitung unterzogen werden.
Die EP 0 913 216 A1 beschreibt eine Vorrichtung für eine Endlos-Formvorrichtung mit zwei umlaufenden Formketten, von welchen die eine eine Form-Unterseite und die andere eine Form-Oberseite im Umlauf transportiert. Diese vereinigen sich in einer gemeinsamen Strecke zu jeweils ineinanderfügbaren, einen Formhohlraum umschließenden Einheiten, die am Beginn der gemeinsamen Strecke zusammengefügt und an deren Ende wieder auseinandergenommen werden.
Der Aufwand für diese Formvorrichtungen, und insbesondere für die Endlos-Formmaschine ist außerordentlich hoch und erfordert eine beträchtliche Anzahl miteinander mittels genau einzuhaltender Toleranzen herzustellender Einzelteile.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Plattenkokille der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art anzugeben, die mit wesentlich geringerem Fertigungsaufwand und Bearbeitungsgenauigkeit herstellbar ist und dabei eine einstellbare Konizität der Schmalseitenplatten problemlos ermöglicht.
Zur Lösung der Aufgabe wird bei einer Plattenkokille der eingangs genannten Art mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die beiden Plattenpaare an eckständigen Stoßfugen miteinander kraftschlüssig aneinandergefügt sind und durch die an ihren Außenflächen form- und kraftschlüssig anliegenden Wasserkästen zusammengehalten sind, und die Wasserkästen ihrerseits durch über Eck angeordnete Spannelemente verbindbar sind. Mit der erfindungsgemäßen Bauart wird mit großem Vorteil der Fertigungsaufwand der Plattenkokille reduziert. Weiterhin ergibt die erfindungsgemäße Bauart eine drastische Reduzierung der erforderlichen Einzelteile für die Baugruppe der Plattenkokille und eine vereinfachte Nachbearbeitung der Breit- und Schmalseitenplatten, weil nur jeweils eine Fläche mit grober Toleranz bearbeitet werden muß, sowie ein Großteil der einzubringenden Gewindestücke entfällt, wogegen beim Stand der Technik jeweils drei Flächen bei erheblich feinerer Fertigungstoleranz zu bearbeiten waren.
Ein Verschleiß der Kokillenplatten an den Stoßfugen dadurch vermieden, dass nach einer Ausgestaltung der Erfindung zur Kompensation von Wärmedehnungen der Kokillenplatten im Spannbereich Federpakete unterlegt sind.
Eine Einsparung an Bearbeitung wird auch dadurch erreicht, dass nach einer weiteren Ausgestaltung der Plattenkokille die Wasserkästen ohne mechanische oder geometrische Beeinflussung der Kokillenplatten, ausschließlich mit Kraft- und Formschluß, an diesen anliegen.
Ein Erfordernis besonders exakter Bearbeitungstoleranzen wird auch dadurch vermieden, dass die mindestens einem einander gegenüberliegenden Plattenpaar zugeordneten Wasserkästen an ihren Extremitäten mit an den Stirnflächen der Kokillenplatten des anderen Plattenpaares abstützbaren Einstellschrauben ausgerüstet sind. Und schließlich sieht die Erfindung zur Vermeidung kostspieliger Bearbeitungstoleranzen die Maßnahme vor, dass die den Kokillenplatten zugeordneten Wasserkästen an ihren inneren Extremitäten mit Nuten zum Einlegen von Dichtungen, z.B. in Form von Schnurringen aus elastischem Material, ausgebildet sind.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
Die Zeichnung zeigt eine Draufsicht auf eine horizontal geschnittene Kokille zur Veranschaulichung der Geometrie sowohl von Kokillenplatten als auch von Wasserkästen.
Die Draufsicht zeigt die Plattenkokille zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl. Die Kokille umfaßt vier mittels vorzugsweise offen anliegender Wasserkästen 1, 1'; 2, 2' kühlbare, einen im wesentlichen rechteckigen Formhohlraum 3 auf ein vorgegebenes Strangformat begrenzende Kokillenplatten 4, 4'; 5, 5', wobei jeweils paarweise einander gegenüberliegende Platten mit einem quer zu diesen anschließenden Plattenpaar 5, 5' mittels Spannelementen 7, 7' unter Ausbildung von Eckverbindungen miteinander zusammenspannbar sind.
Die beiden Plattenpaare 4, 4' bzw. 5, 5' sind an eckständigen Stoßfugen 6, 6' miteinander formschlüssig aneinandergefügt und durch die an ihren Außenflächen form- und kraftschlüssig anliegenden Wasserkästen 1, 1'; 2, 2' zusammengehalten. Die Wasserkästen ihrerseits sind durch über Eck angeordnete Spannelemente 7, 7' zusammenschraubbar. Die Spannelemente können als vergleichsweise lange Dehnschrauben ausgebildet sein.
Die Spannelemente 7, 7' sind zur Kompensation von Wärmedehnungen der Kokillenplatten 4, 4'; 5, 5' im Spannbereich mit Federpaketen 11 unterlegt. Diese können bspw. paketweise zusammengesetzte Tellerfedern sein, die je nach Anzahl der zusammengesetzten Einzelfedern eine beliebig einstellbare Federcharakteristik ergeben.
Durch die Beilage der Federpakete 11 wird eine Verformung der Stoßfugen 6, 6' zwischen den einzelnen Kokillenplatten 4, 4' bzw. 5, 5' mit hoher Sicherheit vermieden, so dass im Gegensatz zu Plattenkokillen nach dem Stand der Technik auch bei einer Vielzahl von Güssen eine Nachbearbeitung der Kokillenplatten bzw. ihrer Stoßfugen nicht mehr erforderlich ist.
Große Vorteile ergeben sich auch daraus, dass die Wasserkästen 1, 1'; 2, 2' ohne mechanische oder geometrische Beeinflussung der Kokillenplatten 4, 4'; 5, 5', ausschließlich mit Kraft- und Formschluß, an diesen anliegen.
Die den Schmalseitenplatten 4, 4' zugeordneten Wasserkästen 1, 1' sind an ihren Extremitäten mit an Stirnflächen 8, 8' der Breitseitenplatten 5, 5' abstützbaren Einstellschrauben 9, 9' ausgerüstet und umgekehrt. Insbesondere mit Rücksicht auf diese Bauart können die Stoßfugen 8, 8' als glatte Flächen mit groben Toleranzen ausgebildet sein.
Der Zusammenbau der Plattenkokille wird vereinfacht, indem die den Kokillenplatten 4, 4' bzw. 5, 5' zugeordneten Wasserkästen 1, 1'; 2, 2' an ihren inneren Extremitäten mit Nuten 10, 10' bzw. die den Breitseitenwänden 5, 5' zugeordneten Wasserkästen 2, 2' an ihren inneren Extremitäten mit Nuten 10" zum Einlegen von Dichtungen, z.B. in Form von Schnurringen aus elastischem Material, ausgebildet sind.
Liste der Bezugszeichen
1,1'
Wasserkasten
2, 2'
Wasserkasten
3
Formhohlraum
4,4'
Kokillenplatten
5, 5'
Kokillenplatten
6, 6'
Stoßfugen
7, 7'
Spannelement
8, 8'
Stirnflächen
9, 9'
Einstellschrauben
10, 10', 10"
Nuten
11
Federpaket
12, 12'
Kühlmittelspalt, Kühlmittelnut

Claims (7)

  1. Plattenkokille zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl, umfassend vier mittels Wasserkästen (1, 1'; 2, 2') kühlbare, einen im wesentlichen rechteckigen Formhohlraum (3) auf ein vorgegebenes Strangformat begrenzende Kokillenplatten (4, 4'; 5, 5'), wobei jeweils paarweise einander gegenüberliegende Platten (4, 4') mit einem quer zu diesen anschließenden Plattenpaar (5, 5') mittels Spannelementen (7, 7') miteinander zusammenspannbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Plattenpaare (4, 4') bzw. (5, 5') an eckständigen Stoßfugen (6, 6') miteinander kraftschlüssig aneinandergefügt und durch die an ihren Außenflächen form- und kraftschlüssig anliegenden Wasserkästen (1, 1'; 2, 2') zusammengehalten sind, und die Wasserkästen ihrerseits durch über Eck angeordnete Spannelemente (7, 7') verbindbar sind.
  2. Plattenkokille nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass den Spannelementen (7, 7') zur Kompensation von Wärmedehnungen der Kokillenplatten (4, 4'; 5, 5') im Spannbereich Federpakte (11) unterlegt sind.
  3. Plattenkokille nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserkästen (1, 1'; 2, 2') ohne mechanische oder geometrische Beeinflussung der Kokillenplatten (4, 4'; 5, 5'), ausschließlich mit Kraft- und Formschluß, an diesen anliegen.
  4. Plattenkokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens einem einander gegenüberliegenden Plattenpaar (4, 4') zugeordneten Wasserkästen (1, 1') an ihren Extremitäten mit an den Stirnflächen (8, 8') der Kokillenplatten des anderen Plattenpaares (5, 5') abstützbaren Einstellschrauben (9, 9') ausgerüstet sind.
  5. Plattenkokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die den Kokillenplatten (4, 4') bzw. (5, 5') zugeordneten Wasserkästen (1, 1'; 2, 2') an ihren inneren Extremitäten mit Nuten (10, 10') zum einlegen von Dichtungen, z.B. in Form von Schnurringen aus elastischem Material, ausgebildet sind.
  6. Plattenkokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenplatte (4, 4'; 5, 5') auf der dem Wasserkasten (1, 1'; 2, 2') zugewandten Rückseite keine Kühlmittelbohrungen oder eingefräste Kühlmittelnuten aufweist.
  7. Plattenkokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß Kühlmittelspalten oder Kühlmittelnuten (12, 12') im Wasserkasten (1, 1'; 2, 2'), insbesondere an der der jeweiligen Kokillenplatte (4, 4'; 5, 5') zugeordneten Wasserkastenwand ausgebildet sind.
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