EP2436458A1

EP2436458A1 - Stranggießkokille

Info

Publication number: EP2436458A1
Application number: EP11180003A
Authority: EP
Inventors: Egon Evertz; Ralf Evertz; Stefan Evertz; Hendrik Zschaber; Jörg Biechl
Original assignee: Egon Evertz KG GmbH and Co
Current assignee: Egon Evertz KG GmbH and Co
Priority date: 2010-10-02
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2031-09-05
Also published as: DE102010047392A1; EP2436458B1; US20120080159A1; ES2702551T3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kokille zum Stranggießen von Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln, mit einem von einem Stützmantel umgebenen Kokillenrohr, das sich über seine in Längsrichtung verlaufenden und über den Umfang verteilte Stützprofile am Stützmantel abstützt und mit diesem über Verbindungsmittel formschlüssig verbunden ist, wobei zwischen dem Stützmantel und dem Kokillenrohr Kühlkanäle zur Führung von Kühlwasser über den gesamten Umfang verteilt und im wesentlichen über die gesamte Kokillenlänge angeordnet sind. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Kokille vorzuschlagen, bei der eine möglichst konstante und gleichmäßige Kühlleistung entlang der gesamten Oberfläche geschaffen wird. Erfindungsgemäß sind hierzu in den am Außenmantel der Kokille angeordneten rippenförmigen Stützprofilen mehrere beabstandete nutförmige Ausnehmungen mit Hinterschneidungen vorgesehen, in welche die Verbindungsmittel eingreifen, die zusätzlich einen schaftförmigen Hohlkörper mit einer inneren Gewindebohrung aufweisen, die eine Befestigungsschraube zur Fixierung des Stützmantels aufnimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kokille zum Stranggießen von Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln, mit einem von einem Stützmantel umgebenen Kokillenrohr, das sich über seine in Längsrichtung verlaufenden und über den Umfang verteilte Stützprofile am Stützmantel abstützt und mit diesem über Verbindungsmittel formschlüssig verbunden ist, wobei zwischen dem Stützmantel und dem Kokillenrohr Kühlkanäle zur Führung von Kühlwasser über den gesamten Umfang verteilt und im wesentlichen über die gesamte Kokillenlänge angeordnet sind.
Stranggießkokillen sind wiederverwendbare und nach unten hin offene Formen zum Gießen von Metallen oder Legierungen. Hierzu wird das flüssige Metall oder die flüssige Legierung durch die aus gekühlten Kupferplatten bestehende Kokille geleitet, wo das Metall oder die Legierung in der gewünschten Form erstarrt.
Ein besonderes Problem beim Stranggießen besteht in einer hierfür vorteilhaften, gleichmäßigen und schonenden Kühlung der Kupfer-Rohrkokille. Hierzu wird Kühlmittel durch vorgefertigte Kühlmittelkanäle geleitet, wobei in der Regel Wasser als Kühlmittel verwendet wird. Dabei ist eine gleichmäßige Temperaturverteilung des Kühlmittels wünschenswert, damit die Kokille durch starke lokale Temperaturgradienten nicht beschädigt wird. Ferner weist der Guss bei einer konstanten Kühlleistung eine höhere Oberflächenqualität auf.
Stranggießkokillen der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der EP 2 014 393 A1 sowie aus der EP 1 468 760 B1 bekannt. Als Verbindungsmittel zwischen dem Kokillenrohr und dem Stützmantel werden dort Verbindungsprofile beschrieben, wobei die Verbindungsprofile entlang der gesamten Umfangslinie in Längsrichtung angeordnet sind. Bei der Ausgestaltung gemäß der EP 2 014 393 A1 besitzt das einstückig am Kokillenrohr angeordnete Verbindungsprofil eine gerundete Nase, die von einer weiteren Nase einer Verbindungsleiste hintergriffen wird, die mit dem Stützmantel verbunden ist. Hierzu sind mehrere Befestigungsschrauben vorgesehen, die von außen den Stützmantel durchgreifen. Demgegenüber ist bei der Ausführungsform gemäß der EP 1 468 760 B1 vorgesehen, dass die Profilleisten am Kokillenrohr als T-Profilstücke oder als Schwalbenschwanz-Profilstücke ausgebildet sind, wobei das Profilstück an dem Stützmantel korrespondierend geformt ist, um eine entsprechende Verbindung zu schaffen.
Nachteilig an den beschriebenen Kokillen ist zunächst, dass die Herstellung bzw. Bearbeitung relativ aufwendig ist, was die Herstellungskosten in die Höhe treibt. Zudem ist die Montage vergleichsweise kompliziert, da die jeweiligen Leisten zunächst parallel zueinander und anschließend in der richtigen Höhe ausgerichtet werden müssen, was sich als schwierig erwiesen hat. Besonders problematisch ist jedoch die Tatsache, dass im Bereich der Profilleisten eine reduzierte Kühlwirkung erfolgt, was zu den bereits angesprochenen lokalen starken Temperaturgradienten führt. Das wird auch dadurch verstärkt, dass bei den bekannten Lösungen die Kühlkanäle einseitig abgedeckt sind.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dort Abhilfe zu schaffen und eine Kokille vorzuschlagen, bei der eine möglichst konstante und gleichmäßige Kühlleistung entlang der gesamten Oberfläche geschaffen wird.
Diese Aufgabe wird durch die Kokille nach Anspruch 1 gelöst, wobei erfindungsgemäß in den am Außenmantel der Kokille angeordneten rippenförmigen Stützprofilen mehrere beabstandete nutförmige Ausnehmungen mit Hinterschneidungen vorgesehen sind, in welche die Verbindungsmittel eingreifen, die zusätzlich einen schaftförmigen Hohlkörper mit einer inneren Gewindebohrung aufweisen, die eine Befestigungsschraube zur Fixierung des Stützmantels aufnimmt. Mit anderen Worten der Stützmantel besteht aus mehreren Stützmantelplatten, die mit dem Kokillenrohr mittelbar über Schraubverbindungen verbunden sind, die in den schaftförmigen Hohlkörper eingreifen, wozu dieser einen entsprechenden Gewindeabschnitt besitzt. Der Hohlkörper ist formschlüssig innerhalb von Ausnehmungen an den rippenförmigen Stützprofilen gelagert. Hierdurch können die Stützmantelplatten rasch und mit wenig Personalaufwand montiert werden, da die korrekte Positionierung bereits durch nur zwei Verbindungspunkte festgelegt ist und ein längsaxiales Verschieben der Stützmantelplatte gegenüber dem Kokillenrohr verhindert wird. Die übrigen Befestigungsschrauben können anschließend problemlos eingebaut werden.
Ferner wird durch den schaftförmigen Hohlkörper mit der Gewindebohrung ein vergleichsweise langer Gewindeabschnitt geschaffen, so dass eine stabile Verbindung besteht. Das ist nicht der Fall, wenn die Gewindebohrungen unmittelbar in den Stützprofilen eingebracht werden würde, die möglichst flach ausgebildet sind und somit nur wenig Raum für einen Gewindeabschnitt bieten.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden sowie in den Unteransprüchen angegeben.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die nutförmigen Ausnehmungen mit Hinterschneidungen und die hier eingreifenden Teile der Verbindungsmittel T- oder Schwalbenschwanz-Profile. Solche Profilquerschnitte lassen sich einfach, schnell und somit kostenschonend herstellen und liefern zudem einen optimalen Halt des Verbindungsmittels.
Um bei der Montage der Stützmantelplatten die Positionierung weiter zu erleichtern, besitzen die schaftförmigen Hohlkörper der Verbindungsmittel an einer Seite einen konischen Außenmantel, der als Zentrierhilfe für die aufzusetzende Stützmantelplatte dient. Ferner weist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Stützmantelplatte Durchbrechungen auf, die vorzugsweise Bohrungen sein können, in welche die schaftförmigen Hohlkörper der Verbindungsmittel im montierten Zustand hineinragen. Somit muss die Stützmantelplatte bei der Montage zunächst nur grob positioniert werden, so dass die Spitzen der Hohlkörper in die Durchbrechungen hineinragen. Bei einem anschließenden "Aufstecken" der Stützmantelplatte wird diese automatisch korrekt positioniert. Alternativ oder auch additiv hierzu könnten auch die Durchbrechungen innerhalb der Stützmantelplatten konisch ausgebildet sein.
Damit die Stützmantelplatte fest mit dem Kokillenrohr verbunden werden kann, weisen die Durchbrechungen der Stützmantelplatte jeweils Einschnürungen mit einem
Durchmesser auf, der zur Durchführung des Schraubenschaftes aber nicht des Schraubenkopfes ausgebildet ist. Vorzugsweise ruht der Schraubenkopf im montierten Zustand in einer Einsenkung der Stützmantelplatte.
Konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im Folgenden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1:: eine Explosionsdarstellung einer Stranggießkokille mit Kokillenrohr und Stützmantel,
Fig. 2:: eine perspektivische Detailansicht einer Seite eines Kokillenrohres,
Fig. 3:: eine Detailansicht eines Stützprofils mit einem Verbindungsmittel,
Fig. 4, 5:: jeweils eine schematische Darstellung eines Verbindungsmittels und
Fig. 6:: eine Querschnittsansicht einer Verbindung zwischen Stützmantelplatte und Stützprofil.

Nach einer ersten konkreten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht die Kokille aus einem Kokillenrohr 1 und einem Stützmantel 2. Das Kokillenrohr 1 besitzt über den Umfang verteilte sich in Längsrichtung 4 erstreckende Stützprofile 3, so dass sich das Kokillenrohr 1 hierüber an dem Stützmantel 2 abstützt. Darüber hinaus sind ebenfalls in Längsrichtung 4 angeordnete Kühlkanäle 5 vorgesehen, durch die ein Kühlmittel strömt.
In Fig. 2 ist eine Detailansicht einer Seite des Kokillenrohrs 1 mit den Stützprofilen 3 und den Kühlmittelkanälen 5 gezeigt. Dort und in der Detailansicht der Fig. 3 ist ferner zu erkennen, dass an den Stützprofilen 3 zumindest teilweise mehrere beabstandete nutförmige Ausnehmungen 6 mit Hinterschneidungen 7 vorgesehen sind. Hier greifen Verbindungsmittel 8 ein, die einen schaftförmigen Hohlkörper 9 mit einer inneren Gewindebohrung 10 besitzen, die eine (in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten) Befestigungsschraube aufnimmt. In der dargestellten Ausführungsform (Fig. 3) ist die nutförmige Ausnehmung 6 mit Hinterschneidungen 7 und die hier eingreifenden Teile 13 des Verbindungsmittels 8 T-förmig ausgebildet. Allerdings könnte auch eine Schwalbenschwanz-Verbindung oder eine andere formschlüssige Verbindung vorgesehen sein.
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind an dem Stützmantel 2, der vier Stützmantelplatten 11 bis 11''' besitzt, mehrere Durchbrechungen 12 vorgesehen, durch die jeweils eine Befestigungsschraube greift. Um ein Aufschieben der Stützmantelplatten 11 bis 11''' zu erleichtern, ist der schaftförmige Hohlkörper 9 nach oben hin konisch ausgebildet. Alternativ hierzu könnte auch die Durchbrechung 12 konisch ausgebildet sein, womit ebenfalls eine Positionierungshilfe geschaffen ist. Darüber hinaus sind an den Seiten der Stützmantelplatten 11 bis 11''' Zinken 17 ausgebildet, so dass die Stützmantelplatten 11 bis 11''' über eine Verzinkung miteinander verbunden sind, was eine besonders stabile Verbindung darstellt.
In den Fig. 4 und 5 ist jeweils ein einzelnes Verbindungsmittel 8 mit dem schaftförmigen Hohlkörper 9 und einem T-förmigen einzuführenden Teil 13, jeweils in einer Front- und einer Seitenansicht, dargestellt.
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Darstellung eine einzelne Verbindung zwischen einer Stützmantelplatte 11 und einem Stützprofil 3. Hierbei greift der schaftförmige Hohlkörper 9 in die Durchbrechung 12 ein, wobei der schaftförmige Hohlkörper 9 eine Befestigungsschraube 14 aufnimmt. Damit der Kopf 15 der Befestigungsschraube 14 nicht durch die Durchbrechung 12 hindurchrutscht, ist die Einschnürung 16 angeordnet. Eine Vielzahl solcher Verbindungen liefert eine stabile und leicht zu montierende Befestigung der Stützmantelplatten 11-11‴, die alle zusammen den Stützmantel 2 bilden.
Aufgrund der thermischen Ausdehnung, welche das Kokillenrohr 1 beim Stranggießen erfährt, und der unterschiedlichen Ausdehnung zwischen Kokillenrohr 1 und Stützmantel 2 muss ein gewisses Spiel zwischen den schaftförmigen Hohlkörpern 9 und den entsprechenden Bohrungen 12 in der Stützmantelplatte 11-11‴ einkalkuliert werden.

Claims

Kokille zum Stranggießen von Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln, mit einem von einem Stützmantel (2) umgebenen Kokillenrohr (1), das sich über seine in Längsrichtung (4) verlaufenden und über den Umfang verteilte Stützprofile (3) am Stützmantel (2) abstützt und mit diesem über Verbindungsmittel (8) formschlüssig verbunden ist, wobei zwischen dem Stützmantel (2) und dem Kokillenrohr (1) Kühlkanäle (5) zur Führung von Kühlwasser über den gesamten Umfang verteilt und im wesentlichen über die gesamte Kokillenlänge angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
in den am Außenmantel der Kokille angeordneten rippenförmigen Stützprofilen (3) mehrere beabstandete nutförmige Ausnehmungen (6) mit Hinterschneidungen (7) vorgesehen sind, in welche die Verbindungsmittel (8) eingreifen, die zusätzlich einen schaftförmigen Hohlkörper (9) mit einer inneren Gewindebohrung (10) aufweisen, die eine Befestigungsschraube (14) zur Fixierung des Stützmantels (2) aufnimmt.
Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige Ausnehmung (6) mit Hinterschneidungen (7) und die hier eingreifenden Teile (13) der Verbindungsmittel (8) T- oder Schwalbenschwanzprofile sind.
Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schaftförmigen Hohlkörper (9) der Verbindungsmittel (8) an einer Seite einen konischen Außenmantel besitzen, der als Zentrierhilfe für die aufzusetzende Stützmantelplatte (11, 11', 11 ", 11''') dient.
Kokille nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmantelplatte (11, 11', 11 ", 11 ''') Durchbrechungen (12), vorzugsweise Bohrungen aufweist, in welche die schaftförmigen Hohlkörper (9) der Verbindungsmittel (8) im montierten Zustand hineinragen.
Kokille nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (12) der Stützmantelplatte (11, 11', 11'', 11''') jeweils eine Einschnürung (16) mit einem Durchmesser aufweisen, der zur Durchführung des Schraubenschaftes, aber nicht des Schraubenkopfes (15) ausgebildet ist.
Kokille nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (15) im montierten Zustand in einer Einsenkung der Stützmantelplatte (11, 11', 11", 11''') ruht.