EP1206986B1 - Stranggiesskokille, insbesondere zum Giessen von Knüppel- oder Vorblocksträngen - Google Patents
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- EP1206986B1 EP1206986B1 EP01125595A EP01125595A EP1206986B1 EP 1206986 B1 EP1206986 B1 EP 1206986B1 EP 01125595 A EP01125595 A EP 01125595A EP 01125595 A EP01125595 A EP 01125595A EP 1206986 B1 EP1206986 B1 EP 1206986B1
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/055—Cooling the moulds
Definitions
- the invention relates to a continuous casting mold, in particular for casting billets or billet strands, the pouring tube is surrounded by a mold housing with gap spacing, in which a cooling medium flow can be supplied and discharged again, wherein the cooling medium gap is so different over the mold height that in the upper die area the cooling medium gap is narrow in accordance with a high cooling medium speed and relatively wide in the lower die area, corresponding to a relatively lower cooling medium speed,
- the liquid steel solidifies in the course of the casting process from outside to inside in the continuous casting mold.
- the regulation of the heat removal via spatially coordinated water velocities can take place in the continuous casting mold. In the meniscus of the mold bath mirror, a maximum of heat must be dissipated, while at the outlet of the continuous casting mold a correspondingly smaller amount of heat has to be dissipated.
- each of the superimposed cooling zones is assigned its own supply and discharge line.
- the invention has for its object to control the speed of the cooling medium in the cooling passage of the cooling jacket of a continuous casting mold of the type mentioned above the geometry of theissermediumleitmantels even more precisely.
- the stated object is achieved in that the cooling medium gap is additionally increased in corner areas and that the cooling medium gap over the Kokillenbreitcondition and / or the Kokillenlnaturessian is different widths, wherein the narrow gap is provided in each case in the middle of the page.
- regulation of the water velocities and thus of the heat dissipation can be achieved by means of this geometric design of the coolant media channels. Since the corners of the cast strand require less heat dissipation compared to the surfaces, the cooling medium speed can be reduced somewhat here. As a result, a greater cooling medium speed is achieved in the side centers through the narrow gaps, and a lower speed is achieved at the corners by the bulges.
- At least the vertical contour of the outer cooling medium gap wall corresponds to a negative form of the solidification line in the casting strand which runs from top to bottom.
- This negative mold leads to small cooling medium velocities in the lower mold area and through the narrow gap to high cooling medium velocities in the upper mold area.
- the pouring tube is cylindrical and the mold housing (the Wasserleitmantel) has the vertical contour.
- a favorable flow with a small flow resistance also arises from the fact that the corner regions of a horizontal contour are each formed bulging in an oval shape.
- the continuous casting mold is used in particular for casting billet or billet strands and is provided with a pouring pipe 1 and a mold housing 2, which forms a Wasserleitmantel 2a.
- the mold housing 2 is located with gap distance 3 to the pouring pipe 1.
- the cooling medium 4 as usual water or water with additives, is fed into the cooling medium gap 5 on the mold height 6 in the lower mold area 6b and under heating when rising in the upper mold area 6a again discharged in the direction of the arrow after heat absorption.
- the cooling medium gap 5 is of different widths over the mold height 6 in that the cooling medium gap 5 is narrow in the upper mold region 6a, corresponding to a high cooling medium velocity, and relatively wide in the lower mold region 6b, corresponding to a relatively lower cooling medium velocity ,
- the flow velocity of the cooling medium 4 depends on the negative shape of the solidification line in the cast strand, after which at least the vertical contour 7 of the outer cooling medium gap wall 5a is fixed (FIG. 1).
- the cooling medium gap 5 in the corner regions 8 is additionally enlarged.
- the cooling medium gap 5 is different in width according to the basic idea about the chill broad side 9 and / or the Kokillenl Kunststoffsseite 10, wherein the narrow gap 11 is in each case in the side center 12.
- the production of the pouring tube 1 is simple and can be performed very accurate form, since the pouring tube 1 is formed by itself cylindrically and the mold housing 2 has the vertical contour 7 (Fig. 1). The same property results in the horizontal section (FIG. 2) when the corner regions 8 of a horizontal contour 13 are each bulged in an oval shape.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille, insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vorblocksträngen, deren Gießrohr von einem Kokillengehäuse mit Spaltabstand umgeben ist, in den ein Kühlmediumstrom zuführbar und wieder abführbar ist, wobei der Kühlmedium-Spalt derart über die Kokillenhöhe unterschiedlich breit ist, dass im oberen Kokillenbereich der Kühlmedium-Spalt eng ist entsprechend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit und im unteren Kokillenbereich relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigeren Kühlmedium-Geschwindigkeit,
- Beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, erstarrt der flüssige Stahl im Verlauf des Gießprozesses von außen nach innen in der Stranggießkokille. Die Erstarrung erfolgt näherungsweise hyperbelförmig nach der Gleichung
Um die sich daraus ergebende Erstarrungskurve schon in der Stranggießkokille zu berücksichtigen, kann in der Stranggießkokille die Regulierung der Wärmeabfuhr über örtlich abgestimmte Wassergeschwindigkeiten erfolgen. Im Meniskus des Kokillen-Badspiegels muss ein Maximum an Wärme abgeführt werden, während am Austritt der Stranggießkokille eine entsprechend geringere Wärmemenge abzuführen ist. - Aus der DE-OS 14 83 556 ist eine Kühlzonen-Einteilung auf die Kokillenhöhe vorgesehen, wobei jeder der übereinanderliegenden Kühlzonen eine eigene Zu- und Abführleitung zugeteilt ist.
- Aus der DE-AS 1 608 059 ist es bekannt, das Kühlmedium in senkrechten Kanälen von unten nach oben durch den Kühlkasten der Kokille zu leiten und einen hohen Gegendruck aufzubauen.
- Aus JP-A-03 042 144 und aus JP-A-59 070 442 ist es bekannt, dem Kokillengehäuse (Kühlwassermantel) eine solche Kontur zu geben, dass das Kühlmedium im oberen Teil um die Kokille durch einen engeren Spalt schneller und im unteren Teil durch einen weiteren Spalt langsamer fließt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Geschwindigkeit des Kühlmediums im Kühlkanal des Kühlmantels einer Stranggießkokille der eingangs genannten Art über die Geometrie des Kühlmediumleitmantels noch genauer zu steuern.
- Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kühlmedium-Spalt in Eckenbereichen zusätzlich vergrößert ist und dass der Kühlmedium-Spalt über die Kokillenbreitseiten und / oder die Kokillenlängsseiten unterschiedlich breit ist, wobei der enge Spalt jeweils in der Seitenmitte vorgesehen ist. Dadurch kann durch diese geometrische Gestaltung der Kühlmedienkanäle eine Regulierung der Wassergeschwindigkeiten und damit der Wärmeabfuhr erreicht werden. Da die Ecken des Gießstrangs im Vergleich zu den Flächen weniger Wärmeabfuhr erfordern, kann hier die Kühlmedium-Geschwindigkeit etwas verringert werden. Dadurch wird in den Seitenmitten durch die engen Spalte wiederum eine größere Kühlmedium-Geschwindigkeit und an den Ecken durch die Ausbauchungen eine geringere Geschwindigkeit erzielt.
- Dabei entspricht zumindest die senkrechte Kontur der äußeren Kühlmediumspalt-Wandung einer Negativform der Erstarrungslinie im Gießstrang die von oben nach unten verläuft. Diese Negativform führt zu kleinen Kühlmedium-Geschwindigkeiten im unteren Kokillenbereich und durch den engen Spalt zu hohen Kühlmedium-Geschwindigkeiten im oberen Kokillenbereich.
Für die Fertigung ist es vorteilhaft, dass das Gießrohr zylindrisch ausgebildet ist und das Kokillengehäuse (der Wasserleitmantel) die senkrechte Kontur aufweist. - Eine günstige Strömung bei kleinem Strömungswiderstand entsteht ferner dadurch, dass die Eckbereiche einer horizontalen Kontur jeweils ovalförmig ausbauchend ausgebildet sind.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- einen senkrechten Schnitt durch die Stranggießkokille und
- Fig. 2
- einen horizontalen Schnitt gemäß der Schnittangabe A-A in Fig. 1.
- Die Stranggießkokille dient insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vorblocksträngen und ist mit einem Gießrohr 1 und einem Kokillengehäuse 2 versehen, das einen Wasserleitmantel 2a bildet. Das Kokillengehäuse 2 liegt mit Spaltabstand 3 um das Gießrohr 1. Das Kühlmedium 4, wie üblich Wasser oder Wasser mit Zusätzen, wird in den Kühlmedium-Spalt 5 auf der Kokillenhöhe 6 im unteren Kokillenbereich 6b zugeführt und unter Erwärmung beim Hochsteigen im oberen Kokillenbereich 6a wieder in Pfeilrichtung nach erfolgter Wärmeaufnahme abgeführt.
- Der Kühlmedium-Spalt 5 ist derart über die Kokillenhöhe 6 unterschiedlich breit, indem im oberen Kokillenbereich 6a der Kühlmedium-Spalt 5 eng ist, entsprechend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit, und im unteren Kokillenbereich 6b relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigeren Kühlmedium-Geschwindigkeit. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums 4 richtet sich dabei nach der Negativform der Erstarrungslinie im Gießstrang, nach der zumindest die senkrechte Kontur 7 der äußeren Kühlmedium-Spaltwandung 5a festgelegt ist (Fig. 1).
- Entsprechend dem Schnitt A-A in der Horizontalen (Fig. 2) ist der Kühlmedium-Spalt 5 in den Eckenbereichen 8 zusätzlich vergrößert. Der Kühlmedium-Spalt 5 ist nach dem Grundgedanken über die Kokillenbreitseite 9 und / oder die Kokillenlängsseite 10 unterschiedlich breit, wobei der enge Spalt 11 jeweils in der Seitenmitte 12 liegt.
- Die Herstellung des Gießrohrs 1 ist einfach und kann sehr formgenau durchgeführt werden, da das Gießrohr 1 für sich alleine zylindrisch ausgebildet ist und das Kokillengehäuse 2 die senkrechte Kontur 7 aufweist (Fig. 1). Dieselbe Eigenschaft ergibt sich im horizontalen Schnitt (Fig. 2), wenn die Eckenbereiche 8 einer horizontalen Kontur 13 jeweils ovalförmig ausgebaucht sind.
- Die jeweilige Spaltbreite folgt der Funktion Spalt = f (h) gemäß Fig. 1 und der Funktion Spalt = f (x) gemäß Fig. 2.
-
- 1
- Gießrohr
- 2
- Kokillengehäuse
- 2a
- Wasserleitmantel
- 3
- Spaltabstand
- 4
- Kühlmedium
- 5
- Kühlmedium-Spalt
- 5a
- Kühlmedium-Spaltwandung
- 6
- Kokillenhöhe
- 6a
- oberer Kokillenbereich
- 6b
- unterer Kokillenbereich
- 7
- senkrechte Kontur
- 8
- Eckenbereich
- 9
- Kokillenbreitseite
- 10
- Kokillenlängsseite
- 11
- enger Spalt
- 12
- Seitenmitte
- 13
- horizontale Kontur
Claims (4)
- Stranggießkokille, insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vorblocksträngen, deren Gießrohr (1) von einem Kokillengehäuse (2) mit Spaltabstand (3) umgeben ist, in den ein Kühlmediumstrom (4) zuführbar und wieder abführbar ist, wobei der Kühlmedium-Spalt (5) derart über die Kokillenhöhe (6) unter schiedlich breit ist, dass im oberen Kokillenbereich (6a) der Kühlmedium-Spalt (5) eng ist entsprechend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit und im unteren Kokillenbereich (6b) relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigeren Kühlmedium-Geschwindigkeit,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlmedium-Spalt (5) in Eckenbereichen (8) zusätzlich vergrößert ist und dass der Kühlmedium-Spalt (5) über die Kokillenbreitseiten (9) und / oder die Kokillenlängsseiten (10) unterschiedlich breit ist, wobei der enge Spalt (11) jeweils in der Seitenmitte (12) vorgesehen ist. - Stranggießkokille nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest die senkrechte Kontur (7) der äußeren Kühlmediumspalt-Wandung (5a) einer Negativform der Erstarrungslinie im Gießstrang entspricht, die von oben nach unten verläuft. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gießrohr (1) zylindrisch ausgebildet ist und das Kokillengehäuse (2) die senkrechte Kontur (7) aufweist. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Eckbereiche (8) einer horizontalen Kontur (13) jeweils ovalförmig ausbauchend ausgebildet sind.
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