EP1379344B1 - Ingot mold for a continuous casting installation for metal and method for influencing the taper angle of the sidewalls of the ingot mold - Google Patents
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- EP1379344B1 EP1379344B1 EP02732508A EP02732508A EP1379344B1 EP 1379344 B1 EP1379344 B1 EP 1379344B1 EP 02732508 A EP02732508 A EP 02732508A EP 02732508 A EP02732508 A EP 02732508A EP 1379344 B1 EP1379344 B1 EP 1379344B1
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- B22D11/0535—Means for oscillating the moulds in a horizontal plane
Definitions
- the invention relates to a mold for a continuous casting plant for metal, in particular for steel, comprising a support frame on which two narrow side walls and two broad side walls are arranged, at least one of the respective side walls on their inner side leading to one through the walls formed mold cavity indicates, provided with a parabolic taper is as well as according to the other features of the preamble of Claim 1.
- the invention relates to a method for influencing the taper.
- JP 05 177310 A describes a hydraulic system as a means of influencing the shape of a narrow side wall of a mold for casting metal, which has a parabolic shape. This system continues either from a load point L2 with support points L1 and L3 at the top and bottom the narrow side wall of the mold together or from just one support point with two load points at which the pressure of the hydraulic system is transferred to the narrow side. Overall, the load and stabilization points apply on the back of a frame, the one on the back the narrow side wall are arranged.
- the invention is therefore based on the object, a mold and a Process of the type described with the possibility of adjusting the taper to propose the side walls, being the important parameter of the cooling water only kept free for cooling the mold side walls and not with other tasks are superimposed and none additional stabilizing elements of the pressure applying system are necessary.
- the essence of the invention is to equip a mold with agents for influencing it the conicity of the respective flexible in the operating state, in the sense of deformable, side wall, in particular narrow side wall, and with control means for this purpose, the influencing means at least one pressure element include mechanical type, each facing away from the mold cavity Side of the side wall exerts an adjustable pressure, and wherein by superimposing those applied by the respective printing elements Deformation with the parabolic taper a desired overall parabolicity is adjustable. Parabolic taper is used in this context a parabolic contour approximating the strand shell shrinkage understood the apex of the parabola at the lower end of the narrow side wall. Due to the deformation caused by the pressure elements the overall parabolicity is seen over the total length of the narrow side wall changed. Spatially limited influences are also conceivable.
- the actual parabolicity of a narrow side wall is proposed with parabolic taper to determine and a target parabolicity this narrow side wall by superimposing the actual parabolicity using a Adjust the pressure influence of at least one mechanical pressure element, the respective pressure element over a defined adjustment path to exert a defined pressure p on that facing away from the mold cavity Moved side of a flexible narrow side wall in the operating state becomes.
- the respective Mechanical pressure elements are not elongated on training with yourself extending body and a tip for selective or partial force application. Above all, a flat application of force through the pressure pins Compensation of the respective curved side wall surface can be achieved. This is possible by pressing pins over a flat intermediate piece on the Attack sidewall or by the body or the end of each Push pins are not pointed, but flat.
- the number of printing elements is not limited to a single printing element.
- claims 5 and 6 propose that a pressure element at the level of the introduced liquid Metal is arranged.
- a pressure element at the level of the introduced liquid Metal is arranged.
- several printing elements can be used here are arranged to be just at the level of the meniscus Melt to compensate for bulging.
- this pressure element or these several pressure elements should be approximately in the center be arranged to the central longitudinal axis of the narrow side wall to the introduction distribute the force evenly over the two parts of the narrow side wall.
- the pressure elements on the Support frame of the mold arranged and on a defined adjustment the narrow side wall and movable back, preferably movable.
- the control means for moving the respective pressure elements a drive.
- this drive which is preferably designed as a linear motor is connected to a computing unit in which a certain selection of operating parameters of the continuous casting process and the control signals transmitted to the drive.
- the support frame comprises the Chill mold on the respective mold sides, especially on the narrow sides, an inner plate and an outer spaced parallel thereto Plate.
- the inner plate is with the side of the narrow side wall facing away from the mold cavity points away, directly connected, for example, it is screwed to it.
- the narrow side wall consists of a copper plate. Through the Connection of the narrow side wall to the inner plate of the support frame a doubled wall is created, which is deformable in the operating state.
- the two Plates, i.e. the inner and outer plates are on the top and bottom Connected to each other via stiffeners for stiffening.
- receiving elements are provided for one or more pressure pins, i.e. these receiving elements can be molded or detachably on the inner Plate be arranged.
- These receiving elements are, for example, cuboid, preferably plate-shaped, over the width of the narrow side wall extending, trained. So it can be a receiving element for several or several receiving elements can be provided for one pressure pin each.
- These receiving elements have a recess into which the first end the push pin, i.e. the end that faces the mold cavity engages.
- the outer plate takes over the guiding function for the respective push pin.
- it has at least one opening which is shaped so that it Cross section corresponds to the outer surface of the respective pressure pin.
- Cross section corresponds to the outer surface of the respective pressure pin.
- a Receiving element each seen from the support plates.
- Figure 1 gives a schematic overview of a continuous caster 1, in the the mold according to the invention is used.
- the continuous caster shown is intended to serve as an example for a large number of possible plant types.
- the mold according to the invention can be used as a plate mold for the production of slabs or blooms, serve as a tube mold for the production of billets. Not Use for the production of thin slabs is also excluded.
- the continuous caster 1 shown consists essentially of a ladle 2, from which the liquid metal 3 via a shadow pipe 4 into the distributor 5 and from there through a diving spout 6 into the mold 7.
- the bottom of the mold is closed with the so-called cold strand.
- the strand 8 runs in the embodiment shown after exiting the mold 7 through a stirring coil 9 and then through a secondary cooling zone 10. Then directional drivers 11 close on.
- the strand can be carried by passengers Cutting torch or scissors 12 are divided and then reaches sorting beds 13th
- such a mold 7 is used for a continuous caster with a parabolic taper of the side walls, especially the narrow side walls, equipped with mechanical pressure elements.
- Figure 2 shows in section a narrow side wall area 14 of this mold, which in its entirety (not shown) two broad side walls and another narrow side wall having.
- the mold 7 comprises a support frame which is on the side of the respective narrow side walls 15 of two parallel spaced Plates, namely an inner plate 16 and an outer plate 17, which in turn at the top and end via support plates 18a, b in the form of elongated sheets are connected.
- These plates 16, 17 as well Support plates 18a, b form the so-called end plate carrier.
- the end plate carrier also has the function of being worked into the narrow side wall 15 to seal vertical cooling channels to the outside. On the cooling water system will be discussed further below.
- the narrow side wall 15 or the copper plate forming this wall is detachably connected to the inner plate 16, namely with its side 16a facing the mold cavity F, for example by screwing, here indicated by 19a, b.
- the side 15a of the narrow side wall 15 facing the mold cavity or its "hot side” has a parabolically shaped contour or a parabolic taper P 0 .
- a receiving element 20 for a pressure pin 21 is formed in one piece on the inner plate 16, namely on its side 16b facing away from the mold cavity.
- This receiving element 20 has - as the comparison with FIG. 3 shows - rectangular dimensions and extends entirely along the width of the inner plate 16. It is approximately at the level of the meniscus of the melt and approximately in the center of the mold width (see FIG.
- the push pin body is held by the outer plate 17, which has a corresponding opening 24, whose dimensions correspond approximately to the cross section of the push pin 21.
- the pressure pin 21 is guided through this opening 24 of the outer plate 17 and also supported by this.
- the pressure pin 21 is provided with a drive 26, here a linear motor. Basically, all known drives are conceivable, which can bring about the desired movement or the adjustment path of the pressure element.
- the linear motor moves or moves the pressure pin 21, held by the outer plate 17, into the receiving element 20 or its receptacle 23 and back.
- the applied force is distributed over the area extending across the width of the narrow side wall 15 Receiving element 20 and from there onto the narrow side wall 15.
- the parabolic contour incorporated in the narrow side wall 15 is superimposed by the pressure influence or the resulting deformation of the inner plate 16 which is flexible under operating conditions and the flexible narrow side wall 15.
- the cooling water circuit for the mold or the narrow side wall 15 shown is not required for this deformation in the solution according to the invention.
- Figure 2 makes it clear that the cooling channels introduced into the mold wall 27, which run parallel to the longitudinal axis of the mold, by means of pipe sockets 28a, b, which are integrally formed on the inner plate 16, with corresponding Cooling water inlet and outlet lines 29a, b are connected. It is recommended to the narrow side wall 15 blind holes as cooling channels.
- Stabilization of the support frame or the plate construction are on the outer Plate 17 backwards, i.e. extending away from the mold cavity Stiffening plates 30 and 31 attached, which also house the drive motor.
- the actual parabolicity of the respective narrow side wall 15 is determined with a corresponding measuring device (cf. FIG. 1) and the corresponding information x together with a selection of current operating parameters, such as continuous casting speed, cooling, in particular also the type of steel to be cast with its individual solidification properties. etc. transmitted to a computer unit 33.
- the computer unit 33 calculates a target parabolicity and transmits corresponding actuating signals y to the drive 26 of the pressure element.
- the target parabolicity P S is set by superimposing the actual parabolicity P 0 with the aid of a defined adjustment path of the pressure pin and thus a defined pressure application.
- the total results in a changed, desired parabolicity (tendon height).
- the parabolicity can thus be controlled and adapted to the current operating state by different adjustment paths of the linear drive.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kokille für eine Stranggießanlage für Metall, insbesondere für Stahl, umfassend einen Tragrahmen, an dem zwei Schmalseitenwände und zwei Breitseitenwände angeordnet sind, wobei mindestens eine der jeweiligen Seitenwände auf ihrer inneren Seite, die zu einem durch die Wände gebildeten Formhohlraum hinweist, mit einer parabolischen Konizität versehen ist, sowie nach den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung eine Verfahren zur Beeinflussung der Konizität.The invention relates to a mold for a continuous casting plant for metal, in particular for steel, comprising a support frame on which two narrow side walls and two broad side walls are arranged, at least one of the respective side walls on their inner side leading to one through the walls formed mold cavity indicates, provided with a parabolic taper is as well as according to the other features of the preamble of Claim 1. In addition, the invention relates to a method for influencing the taper.
Es ist bekannt, Kokillen für Stranggießanlagen bzw. deren Wände mit parabolischer Konizität zu versehen. Bei diesen Kokillen ist eine bestimmte parabolische Kontur in die dem Formhohlraum der Gießform zugewandten Seite eingearbeitet, beispielsweise durch Fräsen oder Gießen. Grund für derartige parabolische Konturen ist der Ansatz, die Kokillenform dem sich naturgemäß durch das Schrumpfen bildenden Verlauf des Stranges bzw. der Strangschale anzupassen, um möglichst die Gefahr von Rißbildungen in der Strangschale zu vermeiden. Eine geeignete Parabolizität, d.h. Krümmungsverlauf einer Parabel, kann jeweils für ein bestimmtes zu vergießendes Material in Abhängigkeit der jeweiligen weiteren Betriebsparameter, wie beispielsweise Gießgeschwindigkeit und Kühlung, mittels Berechnungen bestimmt und die Seitenwand entsprechend ausgebildet werden. Eine Kokille mit einer konstanten parabolischen Konizität ist folglich nur für bestimmte, der jeweiligen Rechnung zugrundegelegten Betriebsparameter optimal. Sobald die Betriebsparameter hiervon abweichen, steigt die Gefahr von Fehlern.It is known to use molds for continuous casting plants or their walls with parabolic Taper. With these molds there is a certain parabolic Contour into the side facing the mold cavity of the casting mold, for example by milling or casting. Reason for such parabolic Contours is the approach, the mold shape is inherent adapt the shrinking course of the strand or the strand shell, in order to avoid the risk of cracks forming in the strand shell as far as possible. Appropriate parabolicity, i.e. Curvature of a parabola, can be used depending on the material to be cast respective other operating parameters, such as casting speed and cooling, determined by calculations and the side wall accordingly be formed. A mold with a constant parabolic taper is consequently only for certain ones on which the respective invoice is based Operating parameters optimal. As soon as the operating parameters deviate from this, the risk of errors increases.
Aus der EP 0 686 445 A1 sind Kokillen mit Seitenplatten bzw. Seitenwänden linearer Konizität bekannt. Im Betriebszustand werden die jeweiligen Seitenwände insbesondere in Höhe des Meniskus stärker aufgeheizt als in anderen Wandbereichen, und in Folge hiervon bauchen sich die Seitenwände nach außen, d.h. weg von dem Formhohlraum, aus. Es wird nun vorgeschlagen, mittels Steuerung des für die Kühlung der Kokille genutzten Kühlwassers einen derartigen hydraulischen Gegendruck auf die sich auswölbende Seitenwand aufzubringen, so daß deren (nicht beabsichtigte) Deformation kompensiert wird und die Seitenwand ihre ursprüngliche lineare Oberfläche wieder annimmt. Hierfür wird zwischen der Seitenwand der Kokille und einer Tragrahmenaußenwand und dem hierdurch gebildeten Raum eine Zwischenwand vorgesehen und zwischen die Seitenwand und die Zwischenwand, die in ihrem Abstand zur Seitenwand einstellbar ist, unter Druck Kühlwasser geführt. Auf diese Weise wird erreicht, daß zum einen die negative Krümmung der Seitenwand kompensiert wird und zum anderen der sich weiter unten gebildete Zwischenraum zwischen der Seitenwand und der Strangschale vermindert und damit der Wärmeübergangskoeffizient erhöht wird.From EP 0 686 445 A1 are molds with side plates or side walls linear taper known. The respective side walls are in the operating state especially heated at the level of the meniscus than in others Wall areas, and as a result the side walls bulge outwards, i.e. away from the mold cavity. It is now proposed to use Control of the cooling water used for cooling the mold is such apply hydraulic back pressure to the bulging side wall, so that their (not intended) deformation is compensated for and the side wall resumes its original linear surface. Therefor is between the side wall of the mold and a supporting frame outer wall and the space thus formed is provided with an intermediate wall and between the side wall and the intermediate wall, which are at a distance from the side wall is adjustable, led under pressure cooling water. In this way it is achieved that on the one hand compensates for the negative curvature of the side wall and on the other hand the space between below formed the side wall and the strand shell reduced and thus the heat transfer coefficient is increased.
Diese Regelung der linearen Konizität mittels Wasserdruck weist aber die Nachteile auf, daß enorme hydraulische Krafteinwirkungen notwendig sind, um die erforderlichen Gegendrücke zur Kompensation der Veränderungen der Konizität der Seitenwände aufzubringen. Die Beeinflussung partieller Bereiche soll über ein Kammersystem erfolgen, was große Unterschiede der spezifischen Druckbereiche der Kühlflüssigkeit in den jeweiligen Kammern erfordert. Zudem wird das Kühlwasser, das für eine optimale Kühlung der Kokille sorgen soll, mit einer weiteren Aufgabe überlagert, was sich nachteilig auf die Kühleigenschaften auswirkt.However, this regulation of the linear conicity by means of water pressure shows that Disadvantages that enormous hydraulic forces are necessary to the back pressures required to compensate for changes in taper of the side walls. The influencing of partial areas should done through a chamber system, which makes great differences in the specific Pressure ranges of the coolant in the respective chambers required. moreover the cooling water, which should ensure optimal cooling of the mold, another task overlaid, which adversely affects the cooling properties effect.
Die JP 05 177310 A beschreibt ein hydraulisches System als Mittel zur Einflussnahme der Form einer Schmalseitenwand einer Kokille zum Gießen von Metall, die eine parabolische Ursprungsform aufweist. Dieses System setzt sich entweder aus einem Lastpunkt L2 mit Unterstützungspunkten L1 und L3 oben und unten an der Schmalseitenwand der Kokille zusammen oder aus nur einem Unterstützungspunkt mit zwei Lastpunkten, an denen der Druck des hydraulischen Systems auf die Schmalseite übertragen wird. Insgesamt greifen die Last- und die Stabilisierungspunkte an der Rückseite eines Rahmens, der an der rückwärtigen Seite der Schmalseitenwand angeordnet sind, an.JP 05 177310 A describes a hydraulic system as a means of influencing the shape of a narrow side wall of a mold for casting metal, which has a parabolic shape. This system continues either from a load point L2 with support points L1 and L3 at the top and bottom the narrow side wall of the mold together or from just one support point with two load points at which the pressure of the hydraulic system is transferred to the narrow side. Overall, the load and stabilization points apply on the back of a frame, the one on the back the narrow side wall are arranged.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Kokille sowie ein Verfahren der beschriebenen Art mit der Möglichkeit einer Anpassung der Konizität der Seitenwände vorzuschlagen, wobei der wichtige Parameter des Kühlwasser nur für die Kühlung der Kokillenseitenwände freigehalten und nicht mit anderen weiteren Aufgaben überlagert wird und wobei keine zusätzlichen Stabilisierungselemente des Druck aufbringenden Systems notwendig sind. The invention is therefore based on the object, a mold and a Process of the type described with the possibility of adjusting the taper to propose the side walls, being the important parameter of the cooling water only kept free for cooling the mold side walls and not with other tasks are superimposed and none additional stabilizing elements of the pressure applying system are necessary.
Die Erfindung wird durch eine Kokille mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst
sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte
Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The invention is achieved by a mold with the features of claim 1
and by a method having the features of
Kern der Erfindung ist die Ausstattung einer Kokille mit Mitteln zur Beeinflussung der Konizität der jeweiligen im Betriebszustand flexiblen, im Sinne von verformbaren, Seitenwand, insbesondere Schmalseitenwand, sowie mit Steuermittel hierzu, wobei die Beeinflussungsmittel mindestens ein Druckelement mechanischer Art umfassen, das jeweils auf die dem Formhohlraum abgewandten Seite der Seitenwand einen einstellbaren Druck ausübt, und wobei durch Überlagerung der durch die jeweiligen Druckelemente aufgebrachten Verformung mit der parabolischen Konizität eine gewünschte Gesamtparabolizität einstellbar ist. Unter parabolischen Konizität wird in diesem Zusammenhang eine der Strangschalenschrumpfung angenäherte parabolische Kontur mit dem Scheitelpunkt der Parabel am unteren Ende der Schmalseitenwand verstanden. Aufgrund der durch die Druckelemente aufgebrachten Verformung wird die Gesamtparabolizität über die Gesamtlänge der Schmalseitenwand gesehen verändert. Ebenfalls sind räumliche begrenzte Einflüsse denkbar.The essence of the invention is to equip a mold with agents for influencing it the conicity of the respective flexible in the operating state, in the sense of deformable, side wall, in particular narrow side wall, and with control means for this purpose, the influencing means at least one pressure element include mechanical type, each facing away from the mold cavity Side of the side wall exerts an adjustable pressure, and wherein by superimposing those applied by the respective printing elements Deformation with the parabolic taper a desired overall parabolicity is adjustable. Parabolic taper is used in this context a parabolic contour approximating the strand shell shrinkage understood the apex of the parabola at the lower end of the narrow side wall. Due to the deformation caused by the pressure elements the overall parabolicity is seen over the total length of the narrow side wall changed. Spatially limited influences are also conceivable.
Verfahrensgemäß wird vorgeschlagen, die Ist-Parabolizität einer Schmalseitenwand mit parabolischer Konizität zu bestimmen und eine Soll-Parabolizität dieser Schmalseitenwand durch Überlagerung der Ist-Parabolizität mittels eines Druckeinflusses mindestens eines Druckelementes mechanischer Art einzustellen, wobei das jeweilige Druckelement über einen definierten Verstellweg zur Ausübung eines definiertes Drucks p auf die dem Formhohlraum abgewandte Seite einer im Betriebszustand flexiblen Schmalseitenwand bewegt wird.According to the method, the actual parabolicity of a narrow side wall is proposed with parabolic taper to determine and a target parabolicity this narrow side wall by superimposing the actual parabolicity using a Adjust the pressure influence of at least one mechanical pressure element, the respective pressure element over a defined adjustment path to exert a defined pressure p on that facing away from the mold cavity Moved side of a flexible narrow side wall in the operating state becomes.
Insgesamt ergibt sich durch diese optimale Anpassung der Kokillenseitenwände an das jeweilige Schrumpfungsverhalten des Strangs eine gleichmäßige Wärmeabfuhr und damit eine geringere Gefahr von Oberflächenfehlem. Zudem wird die Durchbruchgefahr für den Strang vermindert. Insgesamt sind höhere Gießgeschwindigkeiten erreichbar.Overall, this optimal adaptation of the mold side walls results uniform heat dissipation to the respective shrinkage behavior of the strand and therefore a lower risk of surface defects. In addition, the risk of breakdown for the strand is reduced. Overall there are higher casting speeds reachable.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die jeweiligen Druckelemente mechanischer Art Druckstifte. Der Begriff Druckstift beschränkt die Druckelemente allerdings nicht auf die Ausbildung mit einem sich länglich erstreckenden Körper und einer Spitze für eine punktuelle oder partielle Krafteinleitung. Vor allem soll eine flächige Krafteinleitung durch die Druckstifte zur Kompensation der jeweiligen ausgewölbten Seitenwandfläche erreicht werden. Dies ist möglich, indem Druckstifte über eine flächiges Zwischenstück an der Seitenwand angreifen oder indem der Körper oder das Ende der jeweiligen Druckstifte nicht spitz, sondern flächig ausgebildet ist.According to a particularly preferred embodiment, the respective Mechanical pressure elements. The term push pin limits the pressure elements, however, are not elongated on training with yourself extending body and a tip for selective or partial force application. Above all, a flat application of force through the pressure pins Compensation of the respective curved side wall surface can be achieved. This is possible by pressing pins over a flat intermediate piece on the Attack sidewall or by the body or the end of each Push pins are not pointed, but flat.
Die Anzahl der Druckelemente ist nicht auf ein einzelnes Druckelement beschränkt. Insbesondere ist es günstig, daß eine Mehr- oder Vielzahl solcher Druckelemente zum Einsatz kommen, die dann beispielsweise zur flächigen Druckausübung in Gruppen oder bestimmten Formationen angeordnet sind.The number of printing elements is not limited to a single printing element. In particular, it is favorable that a plurality or a large number of such Pressure elements are used, which are then, for example, flat Pressure is arranged in groups or certain formations.
Hinsichtlich bevorzugter Plazierungen wird in den Ansprüchen 5 und 6 vorgeschlagen, daß ein Druckelement in Höhe des Meniskus des eingebrachten flüssigen Metalls angeordnet ist. Gleichzeitig können hier bevorzugt mehrere Drukkelemente angeordnet werden, um gerade die in Höhe des Meniskus der Schmelze sich ausbildende Ausbauchung zu kompensieren. Vorzugswelse sollen dieses Druckelement oder diese mehreren Druckelemente in etwa mittig zur Mittenlängsachse der Schmalseitenwand angeordnet sein, um die Einleitung der Kraft gleichmäßig auf die beiden Teile der Schmalseitenwand zu verteilen.With regard to preferred positions, claims 5 and 6 propose that a pressure element at the level of the introduced liquid Metal is arranged. At the same time, preferably several printing elements can be used here are arranged to be just at the level of the meniscus Melt to compensate for bulging. preferred catfish this pressure element or these several pressure elements should be approximately in the center be arranged to the central longitudinal axis of the narrow side wall to the introduction distribute the force evenly over the two parts of the narrow side wall.
Nach der Erfindung sind die Druckelemente an dem Tragrahmen der Kokille angeordnet und über einen definierten Verstellweg an die Schmalseitenwand und zurück bewegbar, vorzugsweise verfahrbar. Dann umfassen die Steuermittel zur Bewegung der jeweiligen Druckelemente mindestens einen Antrieb. Mit diesem Antrieb, der vorzugsweise als Linearmotor ausgebildet ist, ist eine Recheneinheit verbunden, in die eine bestimmte Auswahl von Betriebsparametem des Stranggießprozesses eingehen und die die Stellsignale an den Antrieb übermittelt.According to the invention, the pressure elements on the Support frame of the mold arranged and on a defined adjustment the narrow side wall and movable back, preferably movable. Then comprise at least the control means for moving the respective pressure elements a drive. With this drive, which is preferably designed as a linear motor is connected to a computing unit in which a certain selection of operating parameters of the continuous casting process and the control signals transmitted to the drive.
Nach der Erfindung umfaßt der Tragrahmen der Kokille an den jeweiligen Kokillenseiten, insbesondere an den Schmalseiten, eine innere Platte und eine hierzu parallel beabstandet angeordnete äußere Platte. Die innere Platte ist mit der Seite der Schmalseitenwand, die vom Formhohlraum weg weist, unmittelbar verbunden, beispielsweise ist sie an diese angeschraubt. Die Schmalseitenwand besteht aus einer Kupferplatte. Durch die Verbindung der Schmalseitenwand mit der inneren Platte des Tragrahmens entsteht eine doublierte Wand, die im Betriebszustand verformbar ist. Die beiden Platten, d.h. die innere und die äußere Platte, sind jeweils kopf- und bodenseitig über Stützbleche zur Versteifung miteinander verbunden.According to the invention, the support frame comprises the Chill mold on the respective mold sides, especially on the narrow sides, an inner plate and an outer spaced parallel thereto Plate. The inner plate is with the side of the narrow side wall facing away from the mold cavity points away, directly connected, for example, it is screwed to it. The narrow side wall consists of a copper plate. Through the Connection of the narrow side wall to the inner plate of the support frame a doubled wall is created, which is deformable in the operating state. The two Plates, i.e. the inner and outer plates are on the top and bottom Connected to each other via stiffeners for stiffening.
An der dem Formhohlraum abgewandten Seite der inneren Platte sind ein- oder zweistückig Aufnahmeelemente für einen oder mehrere Druckstifte vorgesehen, d.h. diese Aufnahmeelemente können angeformt oder lösbar an der innere Platte angeordnet sein. Diese Aufnahmeelemente sind beispielsweise quaderförmig, vorzugsweise plattenförmig, sich über die Breite der Schmalseitenwand erstreckend, ausgebildet. Es können also ein Aufnahmeelement für mehrere oder mehrere Aufnahmeelemente für jeweils ein Druckstift vorgesehen sein. Diese Aufnahmeelemente weisen eine Ausnehmung auf, in die das erste Ende des Druckstiftes, d.h. das Ende, das zum Formhohlraum zeigt, eingreift.On the side of the inner plate facing away from the mold cavity are one or two-piece receiving elements are provided for one or more pressure pins, i.e. these receiving elements can be molded or detachably on the inner Plate be arranged. These receiving elements are, for example, cuboid, preferably plate-shaped, over the width of the narrow side wall extending, trained. So it can be a receiving element for several or several receiving elements can be provided for one pressure pin each. These receiving elements have a recess into which the first end the push pin, i.e. the end that faces the mold cavity engages.
Die äußere Platte übemimmt die Führungsfunktion für den jeweiligen Druckstift. Hierzu weist sie mindestens eine Öffnung auf, die so geformt ist, daß sie dem Querschnitt der Außenfläche des jeweiligen Druckstiftes entspricht. Hierbei liegt eine Öffnung auf gleicher Höhe oder annähernd auf gleicher Höhe mit einem Aufnahmeelement, jeweils von den Stützblechen aus gesehen. Mittels eines Einzelantriebs oder eines gemeinsamen Antriebs werden die jeweiligen Druckstifte, die, in der Öffnung geführt und mit ihrer ggf. vorliegenden Spitze in Eingriff mit der Ausnehmung des jeweiligen Aufnahmeelementes kommend, parallel oder in einem bestimmten Winkel zu den Stützblechen, über einen Verstellweg in Richtung Formhohlraum und zurück verfahren.The outer plate takes over the guiding function for the respective push pin. For this purpose, it has at least one opening which is shaped so that it Cross section corresponds to the outer surface of the respective pressure pin. Here lies an opening at the same height or approximately at the same height with a Receiving element, each seen from the support plates. By means of a Single drive or a common drive, the respective push pins, which, guided in the opening and engaged with its tip, if present coming with the recess of the respective receiving element, parallel or at a certain angle to the support plates, via an adjustment path move towards the mold cavity and back.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombinationen von Merkmalen auch Merkmale alleine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Übersicht einer Stranggießanlage für Stahl mit einer erfindungsgemäßen Kokille, deren Konizität der Seitenwände mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens beeinflußt wird;
- Fig. 2
- schematisch einen Ausschnitt eines Kokillentragrahmens mit einer Schmalseitenwand, im Schnitt dargestellt;
- Fig. 3
- schematisch den Schnitt A-A der Fig. 2.
- Fig. 1
- a schematic overview of a continuous casting plant for steel with a mold according to the invention, the taper of the side walls is influenced by the method proposed according to the invention;
- Fig. 2
- schematically shows a section of a mold support frame with a narrow side wall, shown in section;
- Fig. 3
- schematically the section AA of FIG. 2nd
Figur 1 gibt eine schematische Übersicht über eine Stranggießanlage 1, in der die erfindungsgemäße Kokille zum Einsatz kommt. Die dargestellte Stranggießanlage soll als Beispiel dienen für eine Vielzahl möglicher Anlagentypen. Die erfindungsgemäße Kokille kann als Plattenkokille zur Herstellung von Brammen oder Vorblöcken, als Rohrkokille zur Herstellung von Knüppeln dienen. Nicht ausgeschlossen ist auch die Verwendung zum Herstellen von Dünnbrammen.Figure 1 gives a schematic overview of a continuous caster 1, in the the mold according to the invention is used. The continuous caster shown is intended to serve as an example for a large number of possible plant types. The The mold according to the invention can be used as a plate mold for the production of slabs or blooms, serve as a tube mold for the production of billets. Not Use for the production of thin slabs is also excluded.
Die dargestellte Stranggießanlage 1 besteht im wesentlichen aus einer Gießpfanne
2, aus der das flüssige Metall 3 über ein Schattenrohr 4 in den Verteiler
5 und von dort über einen Tauchausguß 6 in die Kokille 7 gelangt. Vor Gießbeginn
wird der Boden der Kokille mit dem sog. Kaltstrang verschlossen. Sobald
die vorgeschriebene Badspiegelhöhe erreicht ist, wird der in seiner Randzone
erstarrte Strang 8 zunächst mit Hilfe des Kaltstrangs und später durch die Treibrollen
aus der Kokille 7 gezogen. Um u.a. Kemseigerungen zu vermeiden und
die Gießqualität zu verbessern, verläuft der Strang 8 bei der gezeigten Ausführungsform
nach Austritt aus der Kokille 7 durch eine Rührspule 9 und anschließend
durch eine Sekundärkühlzone 10. Danach schließen sich Richttreiber 11
an. Nach der vollständigen Erstarrung kann der Strang durch mitfahrende
Schneidbrenner oder Scheren 12 zerteilt werden und gelangt dann zu Sortierbetten
13.The continuous caster 1 shown consists essentially of a
Erfindungsgemäß wird eine solche Kokille 7 für eine Stranggießanlage mit einer
parabolischen Konizität der Seitenwände, insbesondere der Schmalseitenwände,
mit Druckelementen mechanischer Art ausgestattet. Figur 2 zeigt im Schnitt
einen Schmalseitenwandbereich 14 dieser Kokille, die in ihrer Gesamtheit (nicht
gezeigt) jeweils noch zwei Breitseitenwände und eine weitere Schmalseitenwand
aufweist. Die Kokille 7 umfaßt einen Tragrahmen, der auf der Seite der
jeweiligen Schmalseitenwände 15 aus zwei parallel beabstandet angeordneten
Platten, nämlich aus einer inneren Platte 16 und einer äußeren Platte 17, besteht,
die wiederum kopf- und endseitig über Stützbleche 18a,b in Form von
sich länglich erstreckenden Blechen verbunden sind. Diese Platten 16, 17 sowie
Stützbleche 18a, b bilden den sogenannten Endplattenträger. Der Endplattenträger
hat auch die Funktion, die in die Schmalseitenwand 15 eingearbeiteten
vertikalen Kühlkanäle nach außen hin abzudichten. Auf das Kühlwassersystem
wird weiter unten noch eingegangen.According to the invention, such a
Mit der inneren Platte 16 und zwar mit deren zum Formhohlraum F hinweisenden
Seite 16a wird die Schmalseitenwand 15 bzw. die diese Wand bildende
Kupferplatte lösbar verbunden, beispielsweise durch Verschrauben, hier durch
19a, b angedeutet. Die zum Formhohlraum weisende Seite 15a der Schmalseitenwand
15 bzw. deren "heiße Seite" weist eine parabolisch geformte Kontur
bzw. eine parabolische Konizität P0 auf. An der inneren Platte 16 und zwar an
ihrer von dem Formhohlraum wegweisenden Seite 16b ist einstückig ein Aufnahmeelement
20 für einen Druckstift 21 ausgeformt. Dieses Aufnahmeelement
20 weist - wie der Vergleich mit der Figur 3 zeigt - rechteckige Ausmaße auf
und erstreckt sich gänzlich entlang der Breite der inneren Platte 16. Ungefähr
auf Höhe des Meniskus der Schmelze und ungefähr mittig zur Kokillenbreite
(vgl. Fig. 3) ist der Druckstift 21 angeordnet, dessen erstes Ende 22, das bei
der gezeigten Ausführungsform kegelförmig geformt ist, mit einer entsprechenden
Ausnehmung 23 (hier nur schematisch angedeutet) in dem Aufnahmeelement
20 in Eingriff kommt. Der Druckstiftkörper wird gehalten durch die äußere
Platte 17, die eine entsprechende Öffnung 24 aufweist, welche in ihren Abmessungen
in etwa dem Querschnitt des Druckstiftes 21 entspricht. Der Druckstift
21 wird durch diese Öffnung 24 der äußere Platte 17 geführt und auch von dieser
gestützt. An seinem zweiten Ende 25 bzw. äußeren Ende ist der Druckstift
21 mit einem Antrieb 26, hier ein Linearmotor, versehen. Grundsätzlich sind alle
bekannten Antriebe denkbar, die die gewollte Bewegung bzw. den Verstellweg
des Druckelementes bewirken können. Der Linearmotor bewegt bzw. verfährt
den Druckstift 21, gehalten durch die äußere Platte 17, in das Aufnahmeelement
20 bzw. dessen Aufnehmung 23 und zurück. Wird der Druckstift 21 bzw.
dessen erstes Ende 22 in das Aufnahmeelement 20 bewegt bzw. durch den
Antrieb über einen bestimmten Verstellweg (der Pfeil deutet den Verstellweg
an) verfahren, verteilt sich die aufgebrachte Kraft auf das sich flächig über die
Breite der Schmalseitenwand 15 erstreckende Aufnahmeelement 20 und von
dort auf die Schmalseitenwand 15. Die in der Schmalseitenwand 15 eingearbeitete
parabolische Kontur wird von dem Druckeinfluß bzw. der sich daraus
ergebenden Verformung der unter Betriebsbedingungen flexiblen inneren Platte
16 und der flexiblen Schmalseitenwand 15 überlagert.The
Der Kühlwasserkreislauf für die Kokille bzw. die gezeigte Schmalseitenwand 15
wird bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht für diese Verformung benötigt.
Figur 2 macht deutlich, daß die in die Kokillenwand eingebrachten Kühlkanäle
27, die parallel zur Längsachse der Kokille verlaufen, mittels Rohrstutzen 28a,b,
die einstückig an der inneren Platte 16 angeformt sind, mit entsprechenden
Kühlwasserzu- und ablaufleitungen 29a,b verbunden sind. Es empfiehlt sich, in
die Schmalseitenwand 15 Sackbohrungen als Kühlkanäle einzubringen. Zur
Stabilisierung des Tragrahmens bzw. der Plattenkonstruktion sind an der äußeren
Platte 17 sich nach hinten, d.h. weg von dem Formhohlraum, erstreckende
Versteifungsplatten 30 und 31 angebracht, die zudem den Antriebsmotor einhausen.The cooling water circuit for the mold or the
Verfahrensgemäß wird die Ist-Parabolizität der jeweiligen Schmalseitenwand 15
mit einer entsprechenden Meßeinrichtung (vgl. Fig. 1) bestimmt und die entsprechenden
Informationen x zusammen mit einer Auswahl aktueller Betriebsparameter,
wie Stranggießgeschwindigkeit, Kühlung, insbesondere auch die zu
vergießende Stahlsorte mit ihren individuellen Erstarrungseigenschaften, etc. zu
einer Rechnereinheit 33 übermittelt. Die Rechnereinheit 33 berechnet daraus
eine Soll-Parabolizität und übermittelt entsprechende Stellsignale y an den Antrieb
26 des Druckelementes. Mit Hilfe eines definiertes Verstellweges des
Druckstiftes und somit einer definierten Druckeinbringung wird die Soll-Parabolizität
PS durch Überlagerung der Ist-Parabolizität P0 eingestellt. In der
Summe ergibt sich eine veränderte, gewünschte Parabolizität (Sehnenhöhe).
Durch unterschiedliche Verstellwege des Linearantriebs kann somit die Parabolizität
gesteuert und an den aktuellen Betriebszustand angepaßt werden.According to the method, the actual parabolicity of the respective
Claims (11)
- An ingot mould (7) for a continuous casting installation (1) for metal
which comprises a supporting frame, on which two narrow sidewalls (15) and two broad sidewalls are arranged,
with at least one of the sidewalls being provided with a parabolic conicality (P0) on its inner side (15a) that points to a mould cavity (F) formed by the narrow sidewalls and the broad sidewalls, and
with means, as well as corresponding control means (26, 33), being provided for influencing the conicality of the respective sidewall (15) that is flexible in the operating state, wherein said control means comprises at least one mechanical pressing element (21) that respectively exerts an adjustable pressure upon the side of the sidewall that faces away from the mould cavity (F), and wherein a desired parabolic shape (Ps) can be adjusted by superimposing the parabolic conicality (P0) with the deformation caused by the respective pressing elements (21)
characterized in that
the supporting frame of the ingot mould contains on the respective ingot mould sides, particularly on the narrow sides, an inner plate (16) and an outer plate (17) that is arranged parallel to and spaced apart from the inner plate, in that the side of the inner plate (16) that faces away from the mould cavity (F) is provided with a receptacle element (20) for the pressing element (21), into which the first end (22) of the pressing element engages, and in that the outer plate (17) fulfills the function of guiding the pressing element (21). - The ingot mould according to Claim 1,
characterized in that
the respective mechanical pressing elements (21) comprise movable pressing pins. - The ingot mould according to Claim 1 or 2,
characterized in that
the pressing elements (21) are arranged on the supporting frame and can be displaced forward and backward on the sidewall by a defined adjusting distance. - The ingot mould according to one of Claims 1-3,
characterized in that
one pressing element (21) is arranged at the elevation of the meniscus of the introduced liquid metal. - The ingot mould according to one of Claims 1-4,
characterized in that
the respective pressing elements (21) are approximately arranged centrally referred to the longitudinal center line of the sidewall. - The ingot mould according to one of Claims 1-5,
characterized in that
the control means for moving the respective pressing elements (21) comprises at least one drive (26), as well as an arithmetic unit (33) that is connected to the drive and into which the operating parameters of the continuous casting process are input, wherein the arithmetic unit transmits adjusting signals (y) to the drive (26). - The ingot mould according to Claim 6,
characterized in that
the drive (26) consists of a linear motor. - The ingot mould according to one of Claims 1-7,
wherein the supporting frame comprises on the narrow sides an inner plate (16) and an outer plate (17) that is arranged parallel to and spaced apart from the inner plate, wherein the inner plate (16) is directly connected to the outer side (15b) of the narrow sidewall (15) that points away from the mould cavity (F) and this double wall is flexible in the operating state, and wherein the two plates (16, 17) are respectively connected to one another on their upper and lower sides by means of supporting plates (18a, b),
with at least one receptacle element (20) for a pressing pin or for several pressing pins, wherein the respective receptacle element (20) is arranged on the side (16b) of the inner plate (16) that faces away from the mould cavity (F), and wherein the respective receptacle element contains at least one recess (23), with which the first end (22) of the respective pressing pin engages,
with at least one opening (24) in the outer plate (17) that is shaped such that it corresponds to the cross section of the outer surface of the respective pressing pin, wherein an opening (24) lies, respectively viewed from one of the supporting plates (18a, b), at the same elevation or approximately the same elevation as the receptacle element (20),
and with at least one pressing pin that can be displaced in the direction of the mould cavity (F) and back by an adjusting distance, namely parallel or at a certain angle referred to the supporting plates (18a, b), while being guided in the opening (24) and engaging with the recesses (23) of the respective receptacle element (20) with its first end (22). - The ingot mould according to Claim 8,
characterized in that
the outer plate (17) contains at least one lateral reinforcing plate (31, 32) that is arranged perpendicular to the outer plate (17) and points away from the mould cavity (F). - A method for influencing the conicality of at least one sidewall of an ingot mould (7) for a continuous casting installation (1) for metal, wherein said ingot mould comprises a supporting frame, on which two narrow sidewalls (15) and two broad sidewalls are arranged, wherein the actual parabolic shape (P0) of a sidewall with parabolic conicality is determined and the nominal parabolic shape (Ps) of this sidewall is adjusted by superimposing the actual parabolic shape (P0) with a pressure exerted by means of at least one mechanical pressing element (21), and wherein the respective pressing element (21) is displaced on the side of a sidewall (15) that faces away from the mould cavity (F) by a defined adjusting distance in order to exert a defined pressure p upon this sidewall that is flexible in the operating state,
characterized in that
the pressing element (21) engages into a receptacle element (20) on the side of an inner plate (16) that faces away from the mould cavity (F), and in that said pressing element is guided by an outer plate (17) that is arranged parallel to and spaced apart from the inner plate (16). - The method according to Claim 10,
characterized in that
the nominal parabolic shape (Ps) is calculated in dependence on individual operating parameters, namely the casting speed and/or the frictional properties of the billet and/or the temperature conditions, particularly in the narrow sidewall, and/or the properties of the metal being cast.
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