EP1317979B1 - Verfahren zur Sprengkalibrieren einer Kokille - Google Patents

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EP1317979B1
EP1317979B1 EP02027025A EP02027025A EP1317979B1 EP 1317979 B1 EP1317979 B1 EP 1317979B1 EP 02027025 A EP02027025 A EP 02027025A EP 02027025 A EP02027025 A EP 02027025A EP 1317979 B1 EP1317979 B1 EP 1317979B1
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mold
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explosive
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Roland Hauri
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KM Europa Metal AG
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/06Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure by shock waves
    • B21D26/08Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure by shock waves generated by explosives, e.g. chemical explosives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/057Manufacturing or calibrating the moulds

Definitions

  • the invention relates to a method for Sprengkalibritation a mold according to the features in the preamble of claim 1.
  • the prior art includes cooled block molds in which cooling channels introduced into the tube walls parallel to the longitudinal axis are provided, which can be acted upon by a coolant.
  • tube molds and block molds which have vertical and / or horizontal channels in the mold walls, into which temperature measuring elements can be inserted.
  • each mold is first de-chromed and then ground. Subsequently, a Kalibrierdorn is used in the mold, which corresponds to the outer dimensions of the inner dimensions of a new mold. After inserting the Kalibrierdorns the front sides of the mold are sealed with plates.
  • the outer surface of the mold is coated with a suitable explosive and this is brought in a container filled with a liquid medium to explode. Due to the explosive energy released during the explosion on the one hand and the back pressure of the liquid medium on the other hand, the inner wall of the mold is pressed against the Kalibrierdorn. The mold is replaced in this way the required, for their use in the casting operation exact inner contour.
  • the invention is - starting from the prior art - the object of the invention to provide a method for Sprengkalibri für of molds, especially in the form of tubular or block molds, which is easier to handle and associated with less effort.
  • the invention is based on two measures that complement each other.
  • One measure is the reinforcement of the end regions of the mold before the explosive calibration. This is done in particular by a build-up welding, so that the wall thickness losses are compensated by the casting.
  • they are now filled with a flowable material before the Sprengkalibr Schl and tightly sealed end.
  • a flowable material By using a flowable material, different cross-sections of the bores can be accommodated on a comparatively simple basis. Targeted at the cross sections of the holes parked patches are no longer required. The cost and time-consuming effort required for this completely eliminated.
  • a mold is a tube or block mold made of copper or a copper alloy.
  • the bores may according to claim 2 with an incompressible material, such. Water, to be filled.
  • the holes are filled according to claim 3 with a bulk material.
  • the compressibility of the bulk material is related to its pore volume. The higher the densification of the bulk material and the finer the grain, the lower the pore volume of the bulk material and the higher the strength.
  • a further embodiment of the method according to the invention is that according to claim 4, the holes are filled with a mixture of an incompressible material and a bulk material.
  • the holes over the entire length of the pipe wall are made opening into their front pages, this facilitates the production of the holes and thus the production or recalibration of a mold.
  • the holes are preferably made according to claim 6 with a round cross-section.
  • the tube mold 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 has a double-T-shaped configured cross-section.
  • Holes 5 extend in the tube wall 2 in the longitudinal direction LR of the tube mold 1.
  • the holes 5 extend parallel to each other at a distance and exit from the end faces 6, 7 of the tube wall 2. They have a circular cross-section.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sprengkalibrierung einer Kokille gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Zum Stand der Technik zählen gekühlte Blockkokillen, bei welchen in die Rohrwände parallel zur Längsachse eingebrachte Kühlkanäle vorgesehen sind, die mit einem Kühlmittel beaufschlagt werden können.
  • Des weiteren sind Rohrkokillen und auch Blockkokillen bekannt, die in den Kokillenwänden vertikale und/oder horizontale Kanäle besitzen, in die Temperaturmeßelemente eingesetzt werden können.
  • Durch den Verschleiß einer Kokille beim Gießen ist es erforderlich, diese nach einer bestimmten Einsatzzeit außer Betrieb zu nehmen und sie zu rekalibrieren. Zu diesem Zweck wird jede Kokille zunächst entchromt und dann ausgeschliffen. Anschließend wird in die Kokille ein Kalibrierdorn eingesetzt, der hinsichtlich seiner Außenabmessungen den Innenabmessungen einer neuen Kokille entspricht. Nach dem Einsetzen des Kalibrierdorns werden die Stirnseiten der Kokille mit Platten dicht verschlossen.
  • Danach wird die Außenfläche der Kokille mit einem geeigneten Sprengstoff belegt und dieser in einem mit einem flüssigen Medium gefüllten Behälter zur Explosion gebracht. Durch die bei der Explosion frei werdende Sprengenergie einerseits und den Gegendruck des flüssigen Mediums andererseits wird die Innenwand der Kokille an den Kalibrierdorn gepreßt. Die Kokille erhält auf diese Weise wieder die erforderliche, für ihren Einsatz im Gießbetrieb exakte Innenkontur.
  • Bei diesem Verfahren ist es aber durch den Verschleiß der Kokille beim Gießen und durch das Ausschleifen nach der Entchromung nicht zu vermeiden, daß Material abgetragen wird und demzufolge die Wanddicke der Kokille bei einer Reparatur reduziert und folglich die Außendimensionen verringert werden.
  • Um die Bohrungen in der Kokille, seien sie nun als Kühlkanäle oder als Aufnahmen für Temperaturmeßelemente gedacht, bei der Sprengkalibrierung nicht unzulässig zu verformen, werden vorab in die Bohrungen Füllstücke, vorzugsweise aus Edelstahl, eingebracht, die exakt an die Bohrungen angepaßt sind. Sowohl die Herstellung dieser Füllstücke als auch ihre Montage in die Bohrungen sowie ihre Demontage sind mit einem vergleichsweise hohen Zeit- und Fertigungsaufwand verbunden.
  • Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sprengkalibrierung von Kokillen, insbesondere in Form von Rohr- oder Blockkokillen, zu schaffen, das einfacher beherrschbar und mit einem geringeren Aufwand verbunden ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf zwei Maßnahmen, die sich kombinativ ergänzen. Eine Maßnahme ist die Verstärkung der Endbereiche der Kokille vor der Sprengkalibrierung. Dies erfolgt insbesondere durch eine Auftragsschweißung, so daß die Wanddickenverluste durch das Gießen ausgeglichen werden. Um die Bohrungen in der Kokillenwand beim Sprengkalibrieren nicht in unzulässiger Weise zu verformen, werden sie jetzt vor dem Sprengkalibrieren mit einem fließfähigen Material ausgefüllt und endseitig dicht verschlossen. Durch die Verwendung eines fließfähigen Materials kann auf vergleichsweise einfacher Basis auch unterschiedlichen Querschnitten der Bohrungen Rechnung getragen werden. Gezielt auf die Querschnitte der Bohrungen abgestellte Füllstücke sind nicht mehr erforderlich. Der hierfür erforderliche kosten- und zeitintensive Aufwand entfällt vollkommen.
  • Die Vorteile der Erfindung machen sich insbesondere dann bemerkbar, wenn es sich bei einer Kokille um eine Rohr- oder Blockkokille aus Kupfer oder einer Kupferlegierung handelt.
  • Die Bohrungen können nach Patentanspruch 2 mit einem inkompressiblen Material, wie z.B. Wasser, ausgefüllt werden.
  • Denkbar ist es aber auch, daß die Bohrungen entsprechend Patentanspruch 3 mit einem Schüttgut ausgefüllt werden. Hierbei steht die Kompressibilität des Schüttguts im Zusammenhang mit dessen Porenvolumen. Je höher die Verdichtung des Schüttguts und je feiner die Körnung ist, desto geringer ist das Porenvolumen des Schüttguts und desto höher die Festigkeit.
  • Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß nach Patentanspruch 4 die Bohrungen mit einer Mischung aus einem inkompressiblen Material und einem Schüttgut ausgefüllt werden.
  • Wenn gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 5 die Bohrungen über die gesamte Länge der Rohrwand in ihre Stirnseiten mündend hergestellt werden, erleichtert dies die Herstellung der Bohrungen und damit auch die Fertigung bzw. Rekalibrierung einer Kokille.
  • Die Bohrungen werden nach Patentanspruch 6 bevorzugt mit einem runden Querschnitt hergestellt.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • Figur 1
    in perspektivischer Darstellung den oberen Abschnitt einer Rohrkokille und
    Figur 2
    die Rohrkokille der Figur 1 in einer geänderten perspektivischen Darstellung, teilweise im Schnitt.
  • Die in den Figuren 1 und 2 veranschaulichte Rohrkokille 1 weist einen Doppel-Tförmig konfigurierten Querschnitt auf.
  • Sie besitzt eine Rohrwand 2 mit über den Umfang gleichbleibender Dicke D. Folglich ist die durch die Innenwand 3 der Rohrkokille 1 vorgegebene Gießform auch an der Außenfläche 4 verwirklicht.
  • In Längsrichtung LR der Rohrkokille 1 verlaufen Bohrungen 5 in der Rohrwand 2. Die Bohrungen 5 erstrecken sich im Abstand parallel zueinander und treten aus den Stirnseiten 6, 7 der Rohrwand 2 aus. Sie besitzen einen kreisrunden Querschnitt.
  • Bezugszeichenaufstellung:
  • 1 -
    Kokille
    2 -
    Kokillenwand
    3 -
    Innenseite von 1
    4 -
    Außenfläche von 1
    5 -
    Bohrungen in 2
    6 -
    Stirnseite von 2
    7 -
    Stirnseite von 2
    D -
    Dicke von 2

Claims (6)

  1. Verfahren zur Sprengkalibrierung einer Kokille (1), insbesondere in Form einer Rohr- oder Blockkokille, mit in der Kokillenwand (2) vorgesehenen Bohrungen (5), bei welchem die Bohrungen (5) verfüllt, danach in die Kokille (1) ein Kalibrierdom eingesetzt und die Außenfläche (4) der Kokille (1) mit einem Sprengstoff belegt werden, worauf der Sprengstoff gezündet und dadurch die Innenseite (3) der Kokillenwand (2) an den Kalibrierdom gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (1) vor der Sprengkalibrierung mindestens in ihren Endbereichen durch eine Auftragsschweißung in der Wanddicke verstärkt, dann die Bohrungen (5) mit einem fließfähigen Material ausgefüllt und endseitig dicht verschlossen werden, worauf die Sprengkalibrierung durchgeführt wird und anschließend die Endbereiche auf Neumaß bearbeitet werden.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (5) mit einem inkompressiblen Material ausgefüllt werden.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (5) mit einem Schüttgut ausgefüllt werden.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (5) mit einer Mischung aus einem inkompressiblen Material und einem Schüttgut ausgefüllt werden.
  5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (5) über die gesamte Länge der Kokillenwand (2) in ihre Stirnseiten (6, 7) mündend hergestellt werden.
  6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (5) mit einem runden Querschnitt hergestellt werden.
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