EP1918042A1 - Mould for continuous casting of pre-profiled billets - Google Patents

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EP1918042A1
EP1918042A1 EP06021235A EP06021235A EP1918042A1 EP 1918042 A1 EP1918042 A1 EP 1918042A1 EP 06021235 A EP06021235 A EP 06021235A EP 06021235 A EP06021235 A EP 06021235A EP 1918042 A1 EP1918042 A1 EP 1918042A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
copper
support plates
cooling
walls
mold according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06021235A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Adrian Stilli
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.)
SMS Concast AG
Original Assignee
Concast AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Concast AG filed Critical Concast AG
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Priority to PCT/EP2007/008131 priority patent/WO2008043423A1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B22D11/0406—Moulds with special profile
    • 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
    • B22D11/055—Cooling the moulds

Definitions

  • the invention relates to a continuous casting mold for pre-profiles, in particular double-T pre-profiles, according to the preamble of claim 1.
  • Steel pre-profiles represent primary material for producing rolled steel profile beams in I, H, U and Z-cross-sectional shape and special sheet pile profiles.
  • a method for continuous casting of such pre-profiles is, for example, in EP-B-1 419 021 disclosed. Continuous casting of pre-profiles was introduced industrially in the 70's and has become increasingly important in recent years as part of the general trend towards so-called near-net-shape casting.
  • the pre-profiles are usually cast in a double-T cross-sectional shape, wherein the liquid steel is introduced substantially vertically into a so-called "dog-bone” continuous casting mold whose cavity cross section is composed of two flange parts and a web part. From the mold a Vorprofilstrang with liquid core of a strand guide with secondary cooling devices is supplied.
  • VorprofilstrGermanen different types of Kokillenkonstruktionen known.
  • block molds made of solid copper walls vertical bores are used to guide the cooling water.
  • rod-shaped displacer are introduced to form annular or segmental water gaps.
  • tube molds consisting of a copper tube and arranged outside the copper tube displacement body to form a water gap are known.
  • the cooling water flows to cool the copper pipe.
  • Such tube molds are until today only with smaller pre-profile cross-sections in use.
  • Larger pre-profile cross-sections are preferably made with plate molds, consisting of two longitudinal and two transverse walls, which are preferably provided with drilled round or semicircular vertical cooling channels.
  • a continuous casting mold for double-T-carrier which has a mold cavity consisting of a web portion and two flange parts.
  • the mold cavity is bounded by two curved and two flat thin copper plates, which are each supported by a support plate.
  • the support plates form a frame enclosing the copper plates.
  • Large-area cut-outs on the support plates form cooling channels.
  • By means of bolts and threaded collar the bent copper plate is attached to the support plate and formed cooling water channels between the thin copper plate and the support plate.
  • Such bolts can not be installed for reasons of space along the convexly curved peripheral portions of the longitudinal sides of the mold cavity circumference.
  • the invention has for its object to provide a continuous casting mold for pre-profiles, especially for double-T pre-profiles, which has a long service life and thereby reduces the Kokillenfest per ton of steel and on the other hand improves the surface quality of double-T pre-profiles.
  • peripheral sections with shrinkage contraction of the cast strand shell are correspondingly strong and peripheral sections with gap formation contraction of the strand shell are correspondingly weakly coolable.
  • cooling grooves of the support walls in the copper walls can at circumferential portions with shrinkage contraction, which usually project as a convex arc in the mold cavity, arranged in strand running direction cooling grooves are arranged with correspondingly small mutual distances.
  • the cooling capacity in peripheral sections with shrinkage contraction can be dimensioned correspondingly high.
  • the choice of a high cooling performance ensures that the surface temperature of the copper wall in the circumferential sections with shrinkage contraction compared to the prior art solutions sets lower. This reduces the Kokillenverschleiss or increases the life of the mold. At the same time, the solidification of the strand shell can be uniformized over its circumference and the quality of the cast strand can be improved. In the peripheral portions of the mold wall with Spalt Siegskontratation the strand shell, the cooling capacity of the mold wall can be chosen lower by arranging the cooling grooves with correspondingly larger mutual distances, ie adapted to the needs for a uniform surface temperature of the copper plates.
  • the wall thickness of the cooled copper wall and the depth of the cooling slots must be selected. According to one embodiment, it is proposed to choose the copper wall thickness between 20-40 mm and the depth of the cooling slots with 30-60% of the copper wall thickness. An optimal width of the cooling slots is provided with 4 - 8 mm.
  • the distribution of the cooling slots over the profile circumference is provided so that the distances in the peripheral portions with shrinkage contraction 30 to 50% of the distances in the peripheral sections with Spaltöntratation amount.
  • Fillers in the web area can be made of steel or aluminum. According to an advantageous embodiment, it is proposed to provide patches in the web area between the copper and support plate made of plastic.
  • anchor bolts preferably with a thread attached to the copper plates. These anchor bolts clamp the copper plates or the copper pipe to support plates.
  • the anchor bolts can ensure a connection between the copper plate and the support wall via a profile bar with a dovetail or sliding block profile.
  • Fig. 1 is a continuous casting mold for casting of double-T pre-profiles with a mold cavity cross section, consisting of a web part 2, two flange 3, 3 'and two transition parts 4, 4' is shown schematically.
  • the mold is constructed as a plate mold.
  • Two support plates 5, 5 ' are formed as longitudinal walls and two support plates 6, 6' as transverse walls.
  • the support plates 5, 5 ', 6, 6' form a running around the mold frame.
  • On the support plates 5, 5 ', and 6, 6' are copper walls in the form of copper plates 8, 8 ', and 9, 9' attached and supported.
  • the copper plates 8, 8 'and 9, 9' are on the mold cavity 11 averted Sides provided with substantially vertical cooling grooves 12.
  • Such cooling grooves 12 extend substantially over the entire Kokillengue and form together with the support plates 5, 5 ', 6, 6', or with the filler pieces 10, 10 'cooling channels.
  • the cooling water is the cooling grooves 12 and removed.
  • the strand shell shrinks with increasing cooling, wherein in peripheral portions 14 of the mold cavity, the strand crust in the direction of the copper plate (arrow 19) shrinks.
  • This shrinkage in peripheral portions 14 is referred to as Aufschrumpfkontratation.
  • the strand crust shrinks away from the copper plate (arrows 20).
  • This shrinkage in the peripheral portions 15, 16, 17 is referred to as gap formation contraction.
  • the distribution of the cooling grooves 12 in the copper plates 8, 8 ', 9, 9' is set differently in accordance with the shrinking direction towards the mold wall or away from the mold wall, so that smaller mutual spacings 23 (FIG. 2) in the circumferential sections 14 with shrinkage contraction ) are provided as in peripheral portions 15, 16, 17 with Spalt avoirskontratation.
  • the thickness of the copper wall between 20-40 mm on the one hand and on the other hand, the arrangement of the cooling grooves 12 in the copper wall itself and not in the support plate or in the filler, it is possible to make the cooling in the peripheral sections with Aufschrumpfkontratation more effective and thereby reducing the surface temperature of the copper wall and at the same time increase the dimensional stability of the mold cavity 11.
  • anchor bolts which connect the copper plates 8, 8 ', 9, 9' with the support plates 5, 5 ', 6, 6'.
  • Fig. 2 the distribution of the cooling grooves 12 in the two peripheral portions 14 and 17 is shown in an enlarged scale.
  • the distances 23 are 30 - 50% of the distances 24 in the peripheral portion 17.
  • the cooling performance can be optimized by setting the distances and by simple Temperature measurements during the casting operation on the copper walls are determined and controlled.
  • the depth 21 of the cooling grooves 12 is set between 30-60% of the thickness 22 of the copper plates and the width 26 of the cooling grooves between 4 - 8 mm.
  • a copper pipe can be used instead of the four copper plates 8, 8 ', 9, 9' in Fig. 1, according to a further embodiment.
  • FIG. 3 shows a fastening variant for copper plates 8 on support plates 5 by means of a profile bar 30.
  • the profile bar 30 has a sliding stone-like profile. With several anchor bolts 31 of the profile bar 30 is fixed together with the copper plate 8 on the support plate 5.

Abstract

The strand casting die for double-T beam preliminary forms, comprises a die cavity cross section with a web component (2) and a flange component (3), copper walls (8, 9) and cooling grooves arranged on the opposite side of the cavity. The grooves extend over the entire length of the die and form cooling channels together with plastic support plates (5, 6) or with filler pieces (10). The thickness of the cooled copper walls is 20-40 mm. The copper walls of the hollow cavity are formed as two longitudinal sidewalls and two cross sidewalls and as a copper tube. The strand casting die for double-T beam preliminary forms, comprises a die cavity cross section with a web component (2) and a flange component (3), copper walls (8, 9) and cooling grooves arranged on the opposite side of the cavity. The grooves extend over the entire length of the die and form cooling channels together with plastic support plates (5, 6) or with filler pieces (10). The thickness of the cooled copper walls is 20-40 mm. The copper walls are formed as two longitudinal sidewalls and two cross sidewalls and as a copper tube. The depth of the vertical cooling grooves is 30-60 % of the thickness of the copper walls. The width of the cooling grooves is 4-8 mm. The distance of the cooling grooves in the peripheral section with the shrinkage contraction is 30-50% of the distance in the peripheral sections with gap formation contraction. The filler pieces are arranged between the copper walls and the support plates. The copper walls are fastened at its support plates by an armature bolt. An increased cooling output is intended with reduced hollow cavity conicity in the peripheral section with the shrinkage contraction. The copper plates are fastened with a sliding nut- or dovetail profile and the armature bolt at the support plates by profile rods.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggiesskokille für Vorprofile, insbesondere Doppel-T-Vorprofile, gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a continuous casting mold for pre-profiles, in particular double-T pre-profiles, according to the preamble of claim 1.

Stahl-Vorprofile stellen Vormaterial zum Erzeugen von gewalzten Stahlprofilträgern in I, H, U und Z-Querschnittsform sowie speziellen Spundwandprofilen dar. Ein Verfahren zum Stranggiessen derartiger Vorprofile ist beispielsweise in der EP-B-1 419 021 offenbart. Das Stranggiessen von Vorprofilen wurde in den 70-er Jahren industriell eingeführt und gewinnt in den letzten Jahren im Zuge des allgemeinen Trends zum sogenannten endabmessungsnahen Giessen immer mehr an Bedeutung.Steel pre-profiles represent primary material for producing rolled steel profile beams in I, H, U and Z-cross-sectional shape and special sheet pile profiles. A method for continuous casting of such pre-profiles is, for example, in EP-B-1 419 021 disclosed. Continuous casting of pre-profiles was introduced industrially in the 70's and has become increasingly important in recent years as part of the general trend towards so-called near-net-shape casting.

Die Vorprofile werden meistens in einer Doppel-T-Querschnittsform gegossen, wobei der flüssige Stahl im Wesentlichen vertikal in eine sogenannte "dog-bone"-Durchlaufkokille eingeführt wird, deren Formhohlraumquerschnitt aus zwei Flanschteilen und einem Stegteil zusammengesetzt ist. Aus der Kokille wird ein Vorprofilstrang mit flüssigem Kern einer Strangführung mit Sekundärkühleinrichtungen zugeführt.The pre-profiles are usually cast in a double-T cross-sectional shape, wherein the liquid steel is introduced substantially vertically into a so-called "dog-bone" continuous casting mold whose cavity cross section is composed of two flange parts and a web part. From the mold a Vorprofilstrang with liquid core of a strand guide with secondary cooling devices is supplied.

Zum Giessen von Vorprofilsträngen sind verschiedene Arten von Kokillenkonstruktionen bekannt. Bei Blockkokillen aus massiven Kupferwänden werden vertikale Bohrungen zur Führung des Kühlwassers angebracht. In die Bohrungen werden stabförmige Verdränger eingebracht, um ring- oder segmentförmige Wasserspalte auszubilden. Für kleine Vorprofilquerschnitte sind auch Rohrkokillen, bestehend aus einem Kupferrohr und einem ausserhalb des Kupferrohres angeordneten Verdrängerkörper zur Bildung eines Wasserspaltes bekannt. Zwischen dem Kupferrohr und dem Verdrängerkörper fliesst das Kühlwasser zur Kühlung des Kupferrohres. Solche Rohrkokillen sind bis heute nur bei kleineren Vorprofilquerschnitten im Einsatz. Grössere Vorprofilquerschnitte werden vorzugsweise mit Plattenkokillen, bestehend aus zwei Längs- und zwei Querwänden hergestellt, die vorzugsweise mit gebohrten runden oder halbrunden vertikalen Kühlkanälen versehen sind.For casting Vorprofilsträngen different types of Kokillenkonstruktionen known. For block molds made of solid copper walls, vertical bores are used to guide the cooling water. In the holes rod-shaped displacer are introduced to form annular or segmental water gaps. For small pre-profile cross-sections and tube molds, consisting of a copper tube and arranged outside the copper tube displacement body to form a water gap are known. Between the copper pipe and the displacer, the cooling water flows to cool the copper pipe. Such tube molds are until today only with smaller pre-profile cross-sections in use. Larger pre-profile cross-sections are preferably made with plate molds, consisting of two longitudinal and two transverse walls, which are preferably provided with drilled round or semicircular vertical cooling channels.

Aus JP-OS 90 99345 , die den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, ist im weiteren eine Stranggiesskokille für Doppel-T-Träger bekannt, die einen Formhohlraum bestehend aus einem Stegteil und zwei Flanschteilen aufweist. Der Formhohlraum ist durch zwei gebogene und zwei ebene dünne Kupferplatten begrenzt, die von je einer Stützplatte getragen werden. Die Stützplatten bilden einen die Kupferplatten umschliessenden Rahmen. Grossflächige Ausfräsungen an den Stützplatten bilden Kühlkanäle. Mittels Schraubbolzen und Gewindekragen wird die gebogene Kupferplatte an der Stützplatte befestigt und Kühlwasserkanäle zwischen der dünnen Kupferplatte und der Stützplatte gebildet. Solche Schraubbolzen können aus Platzgründen entlang den konvex gebogenen Umfangsabschnitten der Längsseiten des Formhohlraumumfanges nicht angebracht werden. Dies beeinträchtigt das Festhalten der dünnen Kupferplatte an der Stützplatte, insbesondere in Bezug auf Ausdehnung und Verwerfung der dünnen Kupferplatte in Umfangsbereichen des Formhohlraumes mit Aufschrumpfungskontraktion der gegossenen Stahlkruste. Solche ausdehnungsbedingte Verwerfungen der dünnen Kupferplatte können zu örtlichen Überhitzungen und zu entsprechend frühzeitigem Verschleiss an der Kupferplatte führen. Stark verschlissene Kokillenoberflächen, insbesondere im Badspiegelbereich verursachen auch Oberflächenfehler an der Oberfläche des gegossenen Stranges.Out Japanese Patent Application 90 99345 , which forms the preamble of claim 1, a continuous casting mold for double-T-carrier is further known, which has a mold cavity consisting of a web portion and two flange parts. The mold cavity is bounded by two curved and two flat thin copper plates, which are each supported by a support plate. The support plates form a frame enclosing the copper plates. Large-area cut-outs on the support plates form cooling channels. By means of bolts and threaded collar the bent copper plate is attached to the support plate and formed cooling water channels between the thin copper plate and the support plate. Such bolts can not be installed for reasons of space along the convexly curved peripheral portions of the longitudinal sides of the mold cavity circumference. This interferes with the retention of the thin copper plate on the support plate, particularly with respect to expansion and warpage of the thin copper plate in peripheral portions of the mold cavity with shrinkage contraction of the cast steel crust. Such expansion-related distortions of the thin copper plate can lead to local overheating and correspondingly premature wear on the copper plate. Heavily worn mold surfaces, especially in the bathroom mirror area, also cause surface defects on the surface of the cast strand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggiesskokille für Vorprofile, insbesondere für Doppel-T-Vorprofile zu schaffen, die eine hohe Standzeit aufweist und dadurch die Kokillenkosten je Tonne Stahl reduziert und anderseits die Oberflächenqualität von Doppel-T-Vorprofilen verbessert.The invention has for its object to provide a continuous casting mold for pre-profiles, especially for double-T pre-profiles, which has a long service life and thereby reduces the Kokillenkosten per ton of steel and on the other hand improves the surface quality of double-T pre-profiles.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Summe der Merkmale gemäss Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the sum of the features according to claim 1.

Mit der erfindungsgemässen Kokille ist es möglich, die Kühlintensität in den einzelnen Umfangsabschnitten des Formhohlraumes so gezielt unterschiedlich zu gestalten, dass insbesondere Umfangsabschnitte mit Aufschrumpfkontraktion der gegossenen Strangschale entsprechend stark und Umfangsabschnitte mit Spaltbildungskontraktion der Strangschale entsprechend schwach kühlbar sind. Durch die Verlegung der Kühlnuten von den Stützwänden in die Kupferwände, können an Umfangsabschnitten mit Aufschrumpfkontraktion, die in der Regel als konvexe Bogen in den Formhohlraum hineinragen, in Stranglaufrichtung angeordnete Kühlnuten mit entsprechend kleinen gegenseitigen Abständen angeordnet werden. Dadurch kann die Kühlleistung in Umfangsabschnitten mit Aufschrumpfkontraktion entsprechend hoch dimensioniert werden. Die Wahl einer hohen Kühlleistung stellt sicher, dass in Umfangsabschnitten mit Aufschrumpfkontraktion die Oberflächentemperatur der Kupferwand gegenüber den Stand der Technik Lösungen sich tiefer einstellt. Dadurch verringert sich der Kokillenverschleiss bzw. erhöht sich die Standzeit der Kokille. Gleichzeitig kann die Erstarrung der Strangschale über ihren Umfang vergleichmässigt und die Qualität des gegossenen Stranges verbessert werden. In den Umfangsabschnitten der Kokillenwand mit Spaltbildungskontraktion der Strangschale kann die Kühlleistung der Kokillenwand durch Anordnung der Kühlnuten mit entsprechend grösseren gegenseitigen Abständen niedriger gewählt, d.h. den Bedürfnissen für eine gleichmässige Oberflächentemperatur der Kupferplatten angepasst werden.With the mold according to the invention, it is possible to design the cooling intensity in the individual peripheral sections of the mold cavity in such a targeted manner that, in particular, peripheral sections with shrinkage contraction of the cast strand shell are correspondingly strong and peripheral sections with gap formation contraction of the strand shell are correspondingly weakly coolable. By laying the cooling grooves of the support walls in the copper walls, can at circumferential portions with shrinkage contraction, which usually project as a convex arc in the mold cavity, arranged in strand running direction cooling grooves are arranged with correspondingly small mutual distances. As a result, the cooling capacity in peripheral sections with shrinkage contraction can be dimensioned correspondingly high. The choice of a high cooling performance ensures that the surface temperature of the copper wall in the circumferential sections with shrinkage contraction compared to the prior art solutions sets lower. This reduces the Kokillenverschleiss or increases the life of the mold. At the same time, the solidification of the strand shell can be uniformized over its circumference and the quality of the cast strand can be improved. In the peripheral portions of the mold wall with Spaltbildungskontraktion the strand shell, the cooling capacity of the mold wall can be chosen lower by arranging the cooling grooves with correspondingly larger mutual distances, ie adapted to the needs for a uniform surface temperature of the copper plates.

Für eine Verhütung oder Verminderung des Kokillenverschleisses ist neben der örtlich festgelegten Kühlleistung auch die Konizität an den Umfangsabschnitten mit Aufschrumpfkontraktion bzw. mit Spaltbildungskontraktion der Strangschale massgebend.In order to prevent or reduce mold wear, in addition to the locally determined cooling performance, the conicity at the peripheral sections with shrinkage contraction or with gap formation contraction of the strand shell is decisive.

Wird in den Umfangsabschnitten mit Aufschrumpfkontraktion gleichzeitig eine erhöhte Kühlleistung mit einer reduzierten bis negativen Formhohlraumkonizität kombiniert, kann der Kokillenverschleiss in diesen Umfangsabschnitten weiter reduziert werden.If, in the peripheral sections with shrink-fit contraction, an increased cooling capacity combined with a reduced to negative mold cavity taper simultaneously, the mold wear in these peripheral sections can be further reduced.

Je nach der Grösse des Doppel-T-Vorprofiles sind Wandstärke der gekühlten Kupferwand und Tiefe der Kühlschlitze zu wählen. Gemäss einer Ausführungsvariante wird vorgeschlagen, die Kupferwandstärke zwischen 20 - 40 mm und die Tiefe der Kühlschlitze mit 30 - 60 % der Kupferwandstärke zu wählen. Eine optimale Breite der Kühlschlitze ist mit 4 - 8 mm vorgesehen.Depending on the size of the double-T pre-profile, the wall thickness of the cooled copper wall and the depth of the cooling slots must be selected. According to one embodiment, it is proposed to choose the copper wall thickness between 20-40 mm and the depth of the cooling slots with 30-60% of the copper wall thickness. An optimal width of the cooling slots is provided with 4 - 8 mm.

Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante ist die Verteilung der Kühlschlitze über den Profilumfang so vorgesehen, dass die Abstände in den Umfangsabschnitten mit Aufschrumpfkontraktion 30 - 50 % der Abstände in den Umfangsabschnitten mit Spaltbildungskontraktion betragen.According to a further embodiment, the distribution of the cooling slots over the profile circumference is provided so that the distances in the peripheral portions with shrinkage contraction 30 to 50% of the distances in the peripheral sections with Spaltbildungskontraktion amount.

Füllstücke im Stegbereich können aus Stahl oder Aluminium hergestellt werden. Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird vorgeschlagen, Füllstücke im Stegbereich zwischen Kupfer- und Stützplatte aus Kunststoff vorzusehen.Fillers in the web area can be made of steel or aluminum. According to an advantageous embodiment, it is proposed to provide patches in the web area between the copper and support plate made of plastic.

Zum Festhalten der Kupferwände an ihren Stützplatten sowohl bei Plattenkokillen als auch bei Rohrkokillen sind Ankerbolzen, vorzugsweise mit einem Gewinde, an den Kupferplatten befestigt. Mit diesen Ankerbolzen werden die Kupferplatten bzw. das Kupferrohr an Stützplatten festgespannt.To hold the copper walls on their support plates both Plattenkokillen as well as tube molds anchor bolts, preferably with a thread attached to the copper plates. These anchor bolts clamp the copper plates or the copper pipe to support plates.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Ankerbolzen über einen Profilstab mit einem Schwalbenschwanz- oder Gleitsteinprofil eine Verbindung zwischen der Kupferplatte und der Stützwand sicherstellen.According to a further embodiment, the anchor bolts can ensure a connection between the copper plate and the support wall via a profile bar with a dovetail or sliding block profile.

Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Figuren zusätzlich erläutert.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to figures.

Dabei zeigen:

Fig. 1
eine Draufsicht auf eine Doppel-T-Vorprofilkokille, teilweise aufgeschnitten,
Fig. 2
einen Horizontalschnitt durch einen Teil einer vergrösserten Kupferwand gemäss Fig. 1 und
Fig. 3
ein Beispiel für eine Befestigung einer Kupferwand an einer Stützplatte.
Showing:
Fig. 1
a top view of a double-T Vorprofilkokille, partially cut,
Fig. 2
a horizontal section through a portion of an enlarged copper wall according to FIG. 1 and
Fig. 3
an example of a fastening of a copper wall to a support plate.

In Fig. 1 ist schematisch eine Stranggiesskokille zum Giessen von Doppel-T-Vorprofilen mit einem Formhohlraumquerschnitt, bestehend aus einem Stegteil 2, zwei Flanschteilen 3, 3' und zwei Übergangsteilen 4, 4' dargestellt. In diesem Beispiel ist die Kokille als Plattenkokille aufgebaut. Zwei Stützplatten 5, 5' sind als Längswände und zwei Stützplatten 6, 6' als Querwände ausgebildet. Die Stützplatten 5, 5', 6, 6' bilden einen rund um die Kokille verlaufenden Rahmen. An den Stützplatten 5, 5', bzw. 6, 6' sind Kupferwände in der Form von Kupferplatten 8, 8', bzw. 9, 9' befestigt und abgestützt. In diesem Beispiel sind Füllstücke 10, 10' aus Kunststoff zwischen den Kupferplatten 8, 8' und den Stützplatten 5, 5' vorgesehen. Die Kupferplatten 8, 8' und 9, 9' sind auf der dem Formhohlraum 11 abgewendeten Seiten mit im Wesentlichen vertikalen Kühlnuten 12 versehen. Solche Kühlnuten 12 erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Kokillenlänge und bilden zusammen mit den Stützplatten 5, 5', 6, 6', bzw. mit den Füllstücken 10, 10' Kühlkanäle. Durch quer an den Enden der Kühlnuten 12 angeordnete Kühlwasserzu- und Abflusskanäle (nicht dargestellt) wird das Kühlwasser den Kühlnuten 12 zu- und abgeführt.In Fig. 1 is a continuous casting mold for casting of double-T pre-profiles with a mold cavity cross section, consisting of a web part 2, two flange 3, 3 'and two transition parts 4, 4' is shown schematically. In this example, the mold is constructed as a plate mold. Two support plates 5, 5 'are formed as longitudinal walls and two support plates 6, 6' as transverse walls. The support plates 5, 5 ', 6, 6' form a running around the mold frame. On the support plates 5, 5 ', and 6, 6' are copper walls in the form of copper plates 8, 8 ', and 9, 9' attached and supported. In this example, patches 10, 10 'made of plastic between the copper plates 8, 8' and the support plates 5, 5 'are provided. The copper plates 8, 8 'and 9, 9' are on the mold cavity 11 averted Sides provided with substantially vertical cooling grooves 12. Such cooling grooves 12 extend substantially over the entire Kokillenlänge and form together with the support plates 5, 5 ', 6, 6', or with the filler pieces 10, 10 'cooling channels. By arranged transversely at the ends of the cooling grooves 12 Kühlwasserzu- and drainage channels (not shown), the cooling water is the cooling grooves 12 and removed.

Beim Durchlauf eines Doppel-T-Vorprofilstranges durch die Kokille schrumpft die Strangschale mit zunehmender Abkühlung, wobei in Umfangsabschnitten 14 des Formhohlraumes die Strangkruste in Richtung zur Kupferplatte (Pfeil 19) schrumpft. Diese Schrumpfung in Umfangsabschnitten 14 wird als Aufschrumpfkontraktion bezeichnet. In den Umfangsabschnitten 15, 16, 17 des Formhohlraumes 11 schrumpft die Strangkruste von der Kupferplatte (Pfeile 20) weg. Diese Schrumpfung in den Umfangsabschnitten 15, 16, 17 wird als Spaltbildungskontraktion bezeichnet. Die Verteilung der Kühlnuten 12 in den Kupferplatten 8, 8', 9, 9' wird, gemäss der Schrumpfrichtung zur Kokillenwand hin oder von der Kokillenwand weg, derart unterschiedlich festgelegt, dass in den Umfangsabschnitten 14 mit Aufschrumpfkontraktion kleinere gegenseitige Abstände 23 (Fig. 2) vorgesehen sind als in Umfangsabschnitten 15, 16, 17 mit Spaltbildungskontraktion.When passing a double-T Vorprofilstranges by the mold, the strand shell shrinks with increasing cooling, wherein in peripheral portions 14 of the mold cavity, the strand crust in the direction of the copper plate (arrow 19) shrinks. This shrinkage in peripheral portions 14 is referred to as Aufschrumpfkontraktion. In the peripheral portions 15, 16, 17 of the mold cavity 11, the strand crust shrinks away from the copper plate (arrows 20). This shrinkage in the peripheral portions 15, 16, 17 is referred to as gap formation contraction. The distribution of the cooling grooves 12 in the copper plates 8, 8 ', 9, 9' is set differently in accordance with the shrinking direction towards the mold wall or away from the mold wall, so that smaller mutual spacings 23 (FIG. 2) in the circumferential sections 14 with shrinkage contraction ) are provided as in peripheral portions 15, 16, 17 with Spaltbildungskontraktion.

Durch die Wahl der Stärke der Kupferwand zwischen 20 - 40 mm einerseits und anderseits der Anordnung der Kühlnuten 12 in der Kupferwand selbst und nicht in der Stützplatte bzw. in den Füllstücken, ist es möglich, die Kühlung in den Umfangsabschnitten mit Aufschrumpfkontraktion wirkungsvoller zu gestalten und dadurch die Oberflächentemperatur der Kupferwand zu reduzieren sowie gleichzeitig die Formstabilität des Formhohlraumes 11 zu erhöhen.By choosing the thickness of the copper wall between 20-40 mm on the one hand and on the other hand, the arrangement of the cooling grooves 12 in the copper wall itself and not in the support plate or in the filler, it is possible to make the cooling in the peripheral sections with Aufschrumpfkontraktion more effective and thereby reducing the surface temperature of the copper wall and at the same time increase the dimensional stability of the mold cavity 11.

Durch Symbole 25 sind Ankerbolzen angedeutet, die die Kupferplatten 8, 8', 9, 9' mit den Stützplatten 5, 5', 6, 6' verbinden.By symbols 25 anchor bolts are indicated, which connect the copper plates 8, 8 ', 9, 9' with the support plates 5, 5 ', 6, 6'.

In Fig. 2 ist die Verteilung der Kühlnuten 12 in den beiden Umfangsabschnitten 14 und 17 in vergrössertem Massstab dargestellt. Im Umfangsabschnitt 14 betragen die Abstände 23 30 - 50 % der Abstände 24 im Umfangsabschnitt 17. Die Kühlleistung kann durch die Festlegung der Abstände optimiert und durch einfache Temperaturmessungen während des Giessbetriebes an den Kupferwänden bestimmt und kontrolliert werden.In Fig. 2, the distribution of the cooling grooves 12 in the two peripheral portions 14 and 17 is shown in an enlarged scale. In the peripheral portion 14, the distances 23 are 30 - 50% of the distances 24 in the peripheral portion 17. The cooling performance can be optimized by setting the distances and by simple Temperature measurements during the casting operation on the copper walls are determined and controlled.

Die Tiefe 21 der Kühlnuten 12 wird zwischen 30 - 60 % der Stärke 22 der Kupferplatten und die Breite 26 der Kühlnuten zwischen 4 - 8 mm festgelegt.The depth 21 of the cooling grooves 12 is set between 30-60% of the thickness 22 of the copper plates and the width 26 of the cooling grooves between 4 - 8 mm.

Anstelle der vier Kupferplatten 8, 8', 9, 9' in Fig. 1 kann gemäss einer weiteren Ausführungsvariante auch ein Kupferrohr eingesetzt werden. Die Anordnung der Kühlkanäle 12 und der Stützplatten 5, 5', 6, 6' mit Füllstücken 10, 10' erfolgt dabei in gleicher oder ähnlicher Weise, wie in Fig. 1 dargestellt.Instead of the four copper plates 8, 8 ', 9, 9' in Fig. 1, according to a further embodiment, a copper pipe can be used. The arrangement of the cooling channels 12 and the support plates 5, 5 ', 6, 6' with filler pieces 10, 10 'takes place in the same or similar manner, as shown in Fig. 1.

In Fig. 3 ist eine Befestigungsvariante für Kupferplatten 8 an Stützplatten 5 mittels einem Profilstab 30 dargestellt. Der Profilstab 30 weist ein gleitsteinähnliches Profil auf. Mit mehreren Ankerbolzen 31 wird der Profilstab 30 zusammen mit der Kupferplatte 8 an der Stützplatte 5 befestigt.FIG. 3 shows a fastening variant for copper plates 8 on support plates 5 by means of a profile bar 30. The profile bar 30 has a sliding stone-like profile. With several anchor bolts 31 of the profile bar 30 is fixed together with the copper plate 8 on the support plate 5.

Claims (11)

Stranggiesskokille für Vorprofile, insbesondere Doppel-T-Vorprofile, wobei der Formhohlraumquerschnitt einen Stegteil (2) und beidseits des Stegteiles Flanschteile (3, 3') aufweist, der Formhohlraum (11) durch wassergekühlte Kupferwände begrenzt ist, die an Stützplatten (5, 5', 6, 6'), die einen Rahmen bilden, abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferwände (8, 8', 9, 9') auf den dem Formhohlraum (11) abgewendeten Seiten mit im Wesentlichen vertikal angeordneten Kühlnuten (12) versehen sind, die sich im Wesentlichen über die gesamte Kokillenlänge erstrecken und die zusammen mit den Stützplatten (5, 5', 6, 6') oder mit Füllstücken (10, 10') Kühlkanäle bilden und dass die Kühlnuten (12) in Umfangsabschnitten (14) des Formhohlraumes (11) mit Aufschrumpfkontraktion der gegossenen Strangschale mit kleineren gegenseitigen Abständen (23) als in Umfangsabschnitten (15, 16, 17) mit Spaltbildungskontraktion angeordnet sind.Continuous casting mold for pre-profiles, in particular double-T pre-profiles, wherein the mold cavity cross section has a web part (2) and on both sides of the web part flange parts (3, 3 '), the mold cavity (11) is bounded by water-cooled copper walls, on support plates (5, 5 ', 6, 6'), which form a frame, are supported, characterized in that the copper walls (8, 8 ', 9, 9') face away from the mold cavity (11) with substantially vertically arranged cooling grooves (12 ) are provided, which extend substantially over the entire Kokillenlänge and together with the support plates (5, 5 ', 6, 6') or with filling pieces (10, 10 ') form cooling channels and that the cooling grooves (12) in peripheral portions (14) of the mold cavity (11) with Aufschrumpfkontraktion the cast strand shell with smaller mutual distances (23) than in peripheral portions (15, 16, 17) are arranged with Spaltbildungskontraktion. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der gekühlten Kupferwände (8, 8', 9, 9') 20 - 40 mm beträgt.Chill mold according to claim 1, characterized in that the thickness of the cooled copper walls (8, 8 ', 9, 9') is 20-40 mm. Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferwände (8, 8', 9, 9') des Formhohlraumes als zwei Längsseiten- und zwei Querseitenwände ausgebildet sind.Chill mold according to claim 1 or 2, characterized in that the copper walls (8, 8 ', 9, 9') of the mold cavity are formed as two Längsseiten- and two transverse side walls. Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferwände (8, 8', 9, 9') des Formhohlraumes als Kupferrohr ausgebildet sind.Chill mold according to claim 1 or 2, characterized in that the copper walls (8, 8 ', 9, 9') of the mold cavity are formed as copper pipe. Kokille nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (21) der vertikalen Kühlnuten (12) etwa 30 - 60 % der Stärke (22) der Kupferwände (8, 8', 9, 9') beträgt.Mold according to one of claims 1 - 4, characterized in that the depth (21) of the vertical cooling grooves (12) is about 30 - 60% of the thickness (22) of the copper walls (8, 8 ', 9, 9'). Kokille nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (26) der Kühlschlitze (12) 4 - 8 mm beträgt.Mold according to one of claims 1-5, characterized in that the width (26) of the cooling slots (12) is 4 - 8 mm. Kokille nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (23) der Kühlschlitze (12) in den Umfangsabschnitten (14) mit Schrumpfungskontraktion 30 - 50 % der Abstände (24) in den Umfangsabschnitten (15, 16, 17) mit Spaltbildungskontraktion betragen.Mold according to one of claims 1 - 6, characterized in that the distances (23) of the cooling slots (12) in the peripheral portions (14) with Contraction contraction 30 - 50% of the distances (24) in the peripheral portions (15, 16, 17) with Spaltbildungskontraktion amount. Kokille nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatten (5, 5') der Längsseitenwände mit Füllstücken (10, 10') aus Kunststoff versehen sind, die zwischen den Kupfer- (8, 8') und den Stützplatten (5, 5') angeordnet sind.Chill mold according to one of claims 1-7, characterized in that the support plates (5, 5 ') of the longitudinal side walls with filler pieces (10, 10') are made of plastic between the copper (8, 8 ') and the support plates (5, 5 ') are arranged. Kokille nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferplatten (8, 8', 9, 9') mittels Ankerbolzen (25, 31) an ihren Stützplatten (5, 5', 6, 6') befestigt sind.Mold according to one of claims 1 - 6, characterized in that the copper plates (8, 8 ', 9, 9') by means of anchor bolts (25, 31) on their support plates (5, 5 ', 6, 6') are fixed. Kokille nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsabschnitten (14) mit Aufschrumpfkontraktion gleichzeitig eine erhöhte Kühlleistung mit einer reduzierten bis negativen Formhohlraumkonizität vorgesehen ist.Chill mold according to one of claims 1 - 9, characterized in that an increased cooling capacity is provided with a reduced until negative Formhohlraumkonizität in the circumferential sections (14) with Aufschrumpfkontraktion simultaneously. Kokille nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferplatten (5, 6) mittels Profilstäben 30 mit Gleitstein- oder Schwalbenschwanzprofil und Ankerbolzen (31) an den Stützplatten (5, 6) besfestigt sind.Mold according to one of claims 1 - 10, characterized in that the copper plates (5, 6) by means of profiled bars 30 with Gleitstein- or dovetail profile and anchor bolt (31) on the support plates (5, 6) are solidified.
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