EP1332811B1 - Kokillenrohr - Google Patents

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EP1332811B1
EP1332811B1 EP03000356A EP03000356A EP1332811B1 EP 1332811 B1 EP1332811 B1 EP 1332811B1 EP 03000356 A EP03000356 A EP 03000356A EP 03000356 A EP03000356 A EP 03000356A EP 1332811 B1 EP1332811 B1 EP 1332811B1
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EP
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mould pipe
transition regions
water
wall thickness
pipe according
Prior art date
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EP03000356A
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EP1332811A3 (de
EP1332811A2 (de
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Roland Hauri
Raimund Eichholz-Boldt
Dietmar Kolbeck
Gerhard HUGENSCHÜTT
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.)
Cunova GmbH
Original Assignee
KME Germany GmbH and Co KG
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Publication of EP1332811A3 publication Critical patent/EP1332811A3/de
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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 outer cross-section in the beam blank format according to the features in the preamble of patent claim 1.
  • the material temperatures in the mold wall resulting from the heat loads occurring during continuous casting and the cooling conditions by the respective cooling medium which usually in the form of water in a water gap between a matched to the outer contour of the mold tube Wasserleitmantel and the outside surface of the Kokillenrohrs flows from bottom to top, this absorbs the heat accumulated and transported away.
  • the removal of heat by means of cooling water is largely determined by the water velocity in the water gap.
  • the invention is - based on the prior art - the object of the invention to provide a mold tube with a double-T-shaped inner and outer cross section in the beam blank format for continuous casting of metals, in which a local overheating of the transition areas avoided and thereby a longer life is achieved.
  • the features of claim 2 provide that the wall thickness is reduced in the transition areas only in the height range of the bathroom mirror.
  • the reduction of the wall thickness of the mold tube in the rounded transition areas can be done in various ways.
  • trough-shaped recesses are provided outside of the transition areas.
  • the curvature of the recesses in this case can be largely adapted to the curvature of 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 increased, so that an even better cooling effect can be achieved.
  • a plurality of longitudinally directed, adjacent grooves are provided on the outside of the transition regions.
  • the cross-section and / or the depth of the grooves may be the same or different in each transition region.
  • the cross section of the grooves may be rounded or angular, e.g. be triangular.
  • a plurality of longitudinally directed, side by side extending bores are provided to reduce the wall thickness in the wall portions of the transition regions.
  • the size of the holes, their number, the distance from each other and also their position in relation to the outer or inner contour of the Kokillenrohrs may vary. It is advantageous, however, if the holes have a greater proximity to the outer surface than to the inner surface of the mold tube.
  • the embodiment according to the features of claim 6 provides that the Wasserleitmantel has a rectangular cross-section and between the Wasserleitmantel and the webs or flanges are incorporated into the formed by the outer contour of the Kokillenrohrs and the inner contour of the Wasserleitmantels cross-sectional area matched patches.
  • a mold tube with a double-T-shaped inner and outer cross-section in the beam blank format is denoted by 1 in FIGS.
  • the mold tube 1 is used for continuous casting of metals.
  • the curvature of the mold tube 1 is not shown in the longitudinal direction.
  • the wall thickness D of the mold tube 1 in the rounded transitional areas 2 is smaller than the wall thickness D1 in the remaining wall sections, from the central webs 4, which are located opposite one another and are inclined towards the longitudinal axis 3, on the adjacent inclined flanges 5 6 and 7.
  • the wall thickness reduction takes place in the embodiment of Figures 1 to 3, characterized in that the outside of the transition regions 2 longitudinally directed trough-shaped recesses 8 are provided. These recesses 8 extend, as the figure 2 reveals, only in the height range of the not further illustrated bath mirror.
  • the curvature 9 of the recesses 8 is largely adapted to the curvature 10 of the inner surface 11 of the mold tube 1 in the transition regions 2.
  • these channels 15 are provided with patches 17, which in the upper area also are adapted to the trough-shaped recesses 8.
  • FIG. 4 Four different embodiments are shown in FIG. 4, as the wall thickness reduction of the mold tube 1 can also be realized.
  • a plurality of longitudinally directed, adjacent grooves 18, 18a, 18b are provided on the outside. While in the transition region 2a, the grooves 18 have a triangular cross-section, the grooves 18a, 18b in the transition regions 2b, 2c have rounded bottoms. In this case, the grooves 18b have a greater depth in the transition region 2c than the grooves 18a in the transition region 2b.
  • the wall thickness reduction is realized by holes 19. These holes 19 are closer to the outer surface 13 of the mold tube 1 as the inner surface eleventh
  • Both the grooves 18, 18a, 18b and the holes 19 extend, as the recesses 8, only in the height range of the bath level.

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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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