EP1332811A2 - Kokillenrohr - Google Patents

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EP1332811A2
EP1332811A2 EP03000356A EP03000356A EP1332811A2 EP 1332811 A2 EP1332811 A2 EP 1332811A2 EP 03000356 A EP03000356 A EP 03000356A EP 03000356 A EP03000356 A EP 03000356A EP 1332811 A2 EP1332811 A2 EP 1332811A2
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EP
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mold tube
water
wall thickness
tube according
transition
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Roland Hauri
Raimund Eichholz-Boldt
Dietmar Kolbeck
Gerhard HUGENSCHÜTT
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KME Special Products GmbH and Co KG
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KM Europa Metal 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
    • 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
    • B22D11/0406—Moulds with special profile

Definitions

  • the invention relates to a mold tube with a double T-shaped inner and External cross section in beam blank format according to the features in the preamble of Claim 1.
  • the result Material temperatures in the mold wall from those that occur during continuous casting Heat loads and the cooling conditions caused by the respective cooling medium usually in the form of water in a water gap between one to the Outer contour of the mold tube adapted water jacket and the outer Surface of the mold tube flows from bottom to top, the resulting one Absorbs and removes heat.
  • the heat is dissipated using cooling water largely determined by the water velocity in the water gap.
  • the invention is based on the object Mold tube with a double-T-shaped inside and outside cross section in beam blank format for continuous casting of metals, in which a local Overheating of the transition areas avoided and therefore a longer service life is achieved.
  • the reduction in the wall thickness of the mold tube in the rounded transition areas can be done in different ways.
  • the outside Transition areas provided longitudinally trough-shaped recesses.
  • the Curvature of the recesses can largely match the curvature of the be adapted to the inner surface of the transition regions.
  • the Wall thickness reduction in the form of trough-shaped recesses has the advantage that the outer surface of the mold tube is enlarged so that a still better cooling effect can be achieved.
  • transition areas are on the outside several longitudinal, side by side grooves provided.
  • the Cross-section and / or the depth of the grooves can be the same in each transition area or be sized differently.
  • the cross section of the grooves can be rounded or angular, e.g. be triangular.
  • FIG. 1 in Figures 1 to 4 is a mold tube with a double T-shaped inner and External cross-section in beam blank format.
  • the mold tube 1 is used for the continuous casting of metals.
  • Figures 3 and 4 the curvature of the Chill tube 1 not shown in the longitudinal direction.
  • the wall thickness D of the mold tube 1 is in the rounded transition areas 2 from the frontally opposite one another, towards the longitudinal axis 3 drawn in middle webs 4 on the adjacent obliquely provided flanges 5 less than the wall thickness D1 in the rest Dimension wall sections 6 and 7.
  • the wall thickness is reduced in the embodiment of FIGS. 1 to 3 in that outside of the transition areas 2 longitudinally trough-shaped Recesses 8 are provided. These recesses 8 extend like that Figure 2 reveals, only in the height range of the not illustrated Bath level.
  • the curvature 9 of the recesses 8 largely matches the curvature 10 of the inner surface 11 of the mold tube 1 in the transition areas 2 customized.
  • FIG 4 shows four different embodiments, such as the Wall thickness reduction of the mold tube 1 can also be realized.
  • transition areas 2a, 2b, 2c there are a plurality of longitudinal, adjacent grooves 18, 18a, 18b are provided. While in that Transition area 2a, the grooves 18 have a triangular cross section, the grooves 18a, 18b have rounded bottoms in the transition areas 2b, 2c. The grooves 18b in the transition area 2c have a greater depth than that Grooves 18a in the transition area 2b.
  • the wall thickness is reduced by bores 19 realized. These holes 19 are closer to the outer surface 13 of the Mold tube 1 as to the inner surface 11.
  • Both the grooves 18, 18a, 18b and the bores 19 extend like that Cutouts 8, only in the height area of the bathroom mirror.

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Abstract

Ein Kokillenrohr (1) mit einem Doppel-T-förmigen Innen- und Außenquerschnitt im Beam-Blank-Format ist unter Bildung eines Wasserspalts (14) von einem an seine Außenkontur angepaßten Wasserleitmantel (12) umhüllt. Die Wanddicke (D) des Kokillenrohrs (1) in den gerundeten Übergangsbereichen (2) von den einander frontal gegenüber liegenden, zur Längsachse (3) hin eingezogenen mittleren Stegen (4) auf die angrenzenden schräg gestellten Flansche (5) ist zumindest partiell geringer als in den restlichen Wandabschnitten (6, 7) bemessen. Die Wanddickenreduzierung ist durch längs gerichtete muldenförmige Aussparungen (8) realisiert. Diese Aussparungen (8) erstrecken sich nur im Höhenbereich des Badspiegels. In die Querschnittsbereiche, die durch die Außenkontur des Kokillenrohrs (1) sowie die Innenkontur des Wasserleitmantels (12) gebildet sind, sind an diesen Querschnitt angepaßte Füllstücke (17) eingegliedert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Kokillenrohr mit einem Doppel-T-förmigen Innen- und Außenquerschnitt im Beam-Blank-Format gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Beim Stranggießen von Metallen mit einem Kokillenrohr ergeben sich die Materialtemperaturen in der Kokillenwand aus den beim Stranggießen auftretenden Wärmebelastungen und den Kühlbedingungen durch das jeweilige Kühlmedium, was in aller Regel in Form von Wasser in einem Wasserspalt zwischen einem an die Außenkontur des Kokillenrohrs angepaßten Wasserleitmantel und der äußeren Oberfläche des Kokillenrohrs von unten nach oben strömt, hierbei die anfallende Wärme aufnimmt und abtransportiert. Die Abfuhr der Wärme mittels Kühlwasser wird weitgehend durch die Wassergeschwindigkeit im Wasserspalt bestimmt.
Beim Stranggießen von Metallen mit einem Kokillenrohr der in Rede stehenden Gattung hat man beobachtet, daß aufgrund der speziellen Geometrie des Beam-Blank-Formats extreme lokale Wärmebelastungen in den Übergangsbereichen von den einander frontal gegenüber liegenden, zur Längsachse hin eingezogenen mittleren Stegen auf die angrenzenden schräg gestellten Flansche auftreten. Diese lokalen Wärmebelastungen führen bei ungünstigen geometrischen Verhältnissen der Übergangsbereiche zu einer Überhitzung des Kokillenrohrs und demzufolge zu einer drastischen Reduzierung seiner Standzeit.
Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, ein Kokillenrohr mit einem Doppel-T-förmigen Innen- und Außenquerschnitt im Beam-Blank-Format zum Stranggießen von Metallen zu schaffen, bei welchem eine lokale Überhitzung der Übergangsbereiche vermieden und dadurch eine längere Standzeit erzielt wird.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Durch die zumindest partielle Reduzierung der Wanddicke des Kokillenrohrs in den gerundeten Übergangsbereichen wird hier eine deutlich verbesserte Wärmeabfuhr erreicht, damit eine lokale Überhitzung der Übergangsbereiche vermieden und folglich die Standzeit des Kokillenrohrs deutlich heraufgesetzt.
Im Hinblick darauf, daß beim Stranggießen von Metallen die höchste Wärmebelastung im Kokillenrohr in der Regel im Höhenbereich des Badspiegels auftritt, sehen die Merkmale des Patentanspruchs 2 vor, daß die Wanddicke in den Übergangsbereichen nur im Höhenbereich des Badspiegels reduziert ist.
Die Reduzierung der Wanddicke des Kokillenrohrs in den gerundeten Übergangsbereichen kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen.
Entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 3 sind außenseitig der Übergangsbereiche längs gerichtete muldenförmige Aussparungen vorgesehen. Die Krümmung der Aussparungen kann hierbei weitgehend an die Krümmung der inneren Oberfläche der Übergangsbereiche angepaßt sein. Außerdem hat die Wanddickenreduzierung in Form von muldenförmigen Aussparungen den Vorteil, daß die äußere Oberfläche des Kokillenrohrs vergrößert wird, so daß ein noch besserer Kühleffekt erreichbar ist.
Eine weitere Möglichkeit der Wanddickenreduzierung wird in den Merkmalen des Patentanspruchs 4 erblickt. Danach sind außenseitig der Übergangsbereiche mehrere längs gerichtete, nebeneinander verlaufende Nuten vorgesehen. Der Querschnitt und/oder die Tiefe der Nuten kann in jedem Übergangsbereich gleich oder unterschiedlich bemessen sein. Der Querschnitt der Nuten kann gerundet oder eckig, z.B. dreieckförmig sein.
Ferner ist es entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 5 denkbar, daß zur Wanddickenreduzierung in den Wandabschnitten der Übergangsbereiche mehrere längs gerichtete, nebeneinander verlaufende Bohrungen vorgesehen sind. Die Größe der Bohrungen, ihre Anzahl, der Abstand zueinander und auch ihre Lage in Relation zur Außen- bzw. Innenkontur des Kokillenrohrs kann variieren. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Bohrungen eine größere Nähe zur äußeren Oberfläche als zur inneren Oberfläche des Kokillenrohrs haben.
Da die Abfuhr der Wärme mittels Kühlwasser - wie bekannt - durch die Wassergeschwindigkeit im Wasserspalt zwischen dem Kokillenrohr und dem Wasserleitmantel bestimmt wird, sollte dieser Wasserspalt auch im Bereich der Wanddickenreduzierung eingehalten werden, um eine gleichmäßige Wassergeschwindigkeit im gesamten Wasserspalt zu garantieren. Insofern sieht die Ausführungsform gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 6 vor, daß der Wasserleitmantel einen rechteckigen Querschnitt aufweist und zwischen den Wasserleitmantel sowie die Stege bzw. die Flansche an den durch die Außenkontur des Kokillenrohrs sowie die Innenkontur des Wasserleitmantels gebildeten Querschnittsbereich angepaßte Füllstücke eingegliedert sind.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
in schematischer Perspektive ein Kokillenrohr im Beam-Blank-Format ohne Wasserleitmantel mit seitlichen Füllstücken;
Figur 2
ebenfalls in schematischer Perspektive das Kokillenrohr der Figur 1 mit gesondert dargestelltem Füllstück;
Figur 3
eine Draufsicht auf ein Kokillenrohr ohne Abschlußdeckel im Bereich der seitlichen Kanäle, jedoch mit Wasserleitmantel und
Figur 4
eine Draufsicht auf ein Kokillenrohr gemäß weiteren Ausführungsformen ohne Abschlußdeckel und Wasserleitmantel.
Mit 1 ist in den Figuren 1 bis 4 ein Kokillenrohr mit einem Doppel-T-förmigen Innenund Außenquerschnitt im Beam-Blank-Format bezeichnet. Das Kokillenrohr 1 dient zum Stranggießen von Metallen. In den Figuren 3 und 4 ist die Krümmung des Kokillenrohrs 1 in Längsrichtung nicht dargestellt.
Wie Figur 3 näher erkennen läßt, ist die Wanddicke D des Kokillenrohrs 1 in den gerundeten Übergangsbereichen 2 von den einander frontal gegenüber liegenden, zur Längsachse 3 hin eingezogenen mittleren Stegen 4 auf die angrenzenden schräg gestellten Flansche 5 geringer als die Wanddicke D1 in den restlichen Wandabschnitten 6 und 7 bemessen.
Die Wanddickenreduzierung erfolgt bei der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 dadurch, daß außenseitig der Übergangsbereiche 2 längs gerichtete muldenförmige Aussparungen 8 vorgesehen sind. Diese Aussparungen 8 erstrecken sich, wie die Figur 2 erkennen läßt, lediglich im Höhenbereich des nicht näher veranschaulichten Badspiegels. Die Krümmung 9 der Aussparungen 8 ist weitgehend an die Krümmung 10 der inneren Oberfläche 11 des Kokillenrohrs 1 in den Übergangsbereichen 2 angepaßt.
Umfangsseitig des Kokillenrohrs 1 befindet sich ein nur aus der Figur 3 erkennbarer Wasserleitmantel 12 mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Zwischen dem Wasserleitmantel 12 und der äußeren Oberfläche 13 des Kokillenrohrs 1 wird ein Wasserspalt 14 gebildet, durch den Kühlwasser von unten nach oben mit einer vorbestimmten Wassergeschwindigkeit geführt wird.
Damit auch in den seitlichen Kanälen 15 des Kokillenrohrs 1, welche gemäß den Figuren 1 und 2 am oberen Ende durch Abschlußdeckel 16 verschlossen sind, eine gleichmäßige Wassergeschwindigkeit im Wasserspalt 14 erreicht wird, werden diese Kanäle 15 mit Füllstücken 17 versehen, die im oberen Bereich auch an die muldenförmigen Aussparungen 8 angepaßt sind.
In der Figur 4 sind vier verschiedene Ausführungsformen dargestellt, wie die Wanddickenreduzierung des Kokillenrohrs 1 auch noch realisiert werden kann.
In den Übergangsbereichen 2a, 2b, 2c sind außenseitig mehrere längs gerichtete, nebeneinander verlaufende Nuten 18, 18a, 18b vorgesehen. Während in dem Übergangsbereich 2a die Nuten 18 einen dreieckförmigen Querschnitt haben, besitzen die Nuten 18a, 18b in den Übergangsbereichen 2b, 2c gerundete Böden. Dabei haben die Nuten 18b im Übergangsbereich 2c eine größere Tiefe als die Nuten 18a im Übergangsbereich 2b.
Im Übergangsbereich 2d ist die Wanddickenreduzierung durch Bohrungen 19 realisiert. Diese Bohrungen 19 liegen näher zur äußeren Oberfläche 13 des Kokillenrohrs 1 als zur inneren Oberfläche 11.
Sowohl die Nuten 18, 18a, 18b als auch die Bohrungen 19 erstrecken sich, wie die Aussparungen 8, nur im Höhenbereich des Badspiegels.
Bezugszeichenaufstellung
1 -
Kokillenrohr
2 -
Übergangsbereiche
2a -
Übergangsbereich
2b -
Übergangsbereich
2c -
Übergangsbereich
2d -
Übergangsbereich
3 -
Längsachse v. 1
4 -
Stege
5 -
Flansche
6 -
Wandabschnitte v. 1
7 -
Wandabschnitte v. 1
8 -
Aussparungen in 2
9 -
Krümmung v. 8
10 -
Krümmung v. 2
11 -
innere Oberfläche v. 1
12 -
Wasserleitmantel
13 -
äußere Oberfläche v. 1
14 -
Wasserspalt
15 -
Kanäle
16 -
Abschlußdeckel
17 -
Füllstücke
18 -
Nuten in 2a
18a -
Nuten in 2b
18b -
Nuten in 2c
19 -
Bohrungen in 2d
D -
Wanddicke v. 1 in 2
D1 -
Wanddicke v. 1 in 6, 7

Claims (6)

  1. Kokillenrohr mit einem Doppel-T-förmigen Innen- und Außenquerschnitt im Beam-Blank-Format, das unter Bildung eines Wasserspalts (14) von einem an seine Außenkontur angepaßten Wasserleitmantel (12) umhüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke (D) des Kokillenrohrs (1) in den gerundeten Übergangsbereichen (2, 2a, 2b, 2c, 2d) von den einander frontal gegenüber liegenden, zur Längsachse (3) hin eingezogenen mittleren Stegen (4) auf die angrenzenden schräg gestellten Flansche (5) zumindest partiell geringer als in den restlichen Wandabschnitten (6, 7) bemessen ist.
  2. Kokillenrohr nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke (D) in den Übergangsbereichen (2, 2a, 2b, 2c, 2d) nur im Höhenbereich des Badspiegels reduziert ist.
  3. Kokillenrohr nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig der Übergangsbereiche (2) längsgerichtete muldenförmige Aussparungen (8) vorgesehen sind.
  4. Kokillenrohr nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig der Übergangsbereiche (2a, 2b, 2c) mehrere längsgerichtete, nebeneinander verlaufende Nuten (18, 18a, 18b) vorgesehen sind.
  5. Kokillenrohr nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wandabschnitten der Übergangsbereiche (2d) mehrere längsgerichtete, nebeneinander verlaufende Bohrungen (19) vorgesehen sind.
  6. Kokillenrohr nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserleitmantel (12) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und zwischen den Wasserleitmantel (12) sowie die Stege (4) bzw. die Flansche (5) an den durch die Außenkontur des Kokillenrohrs (1) sowie die Innenkontur des Wasserleitmantels (12) gebildeten Querschnittsbereich angepaßte Füllstücke (17) eingegliedert sind.
EP03000356A 2002-01-31 2003-01-09 Kokillenrohr Expired - Lifetime EP1332811B1 (de)

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