EP3695918A1 - Kokilleneinheit zum stranggiessen von metallprodukten sowie stranggiessanlage - Google Patents

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EP3695918A1
EP3695918A1 EP20153897.2A EP20153897A EP3695918A1 EP 3695918 A1 EP3695918 A1 EP 3695918A1 EP 20153897 A EP20153897 A EP 20153897A EP 3695918 A1 EP3695918 A1 EP 3695918A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
mold tube
tube
coolant
screw
Prior art date
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Pending
Application number
EP20153897.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter KOGLER
Heinrich Thoene
Franz Wimmer
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.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Publication of EP3695918A1 publication Critical patent/EP3695918A1/de
Pending 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
    • 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
    • B22D11/041—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for vertical casting
    • 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
    • B22D11/043—Curved moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/055—Cooling the moulds

Definitions

  • the invention relates to a mold unit for the continuous casting of metal products, in particular for the continuous casting of blooms.
  • the invention also relates to a continuous caster.
  • liquid steel is poured from a ladle into a distributor and then vertically through a pouring pipe into a water-cooled (copper) mold.
  • Chill molds can have different shapes, whereby, for example, slab, bloom, billet and profile strands can be produced.
  • the strand When passing through the mold, an already solid strand shell forms on the (copper) walls of the mold, while a core of the strand is still liquid. Subsequently to the mold, the strand, which continues to solidify, is drawn off by guide and drive rollers and brought into a horizontal position. The strand is cooled further with water nozzles. After complete solidification, the strand is cut into pieces of the desired length at the end of the casting plant.
  • Plate molds comprise several separate mold plates which contact one another and which together form a casting mold with a polygonal, in particular rectangular, cross-sectional shape.
  • a plate mold has a mold plates that its mold plates can be stored in such a way that a distance between opposing mold plates can be adjusted so that metal products of different formats can be cast with the plate mold.
  • Another advantage of a plate mold is that the mold plates, which are still thick at the beginning of a mold travel, can be reworked again and again in order to compensate for the wear caused by the strand on the inside of the mold plates, and that damaged or worn mold plates can be reworked or replaced in a targeted manner.
  • the plate mold has to be dismantled again and again and screwed back exactly after processing.
  • tubular molds have mainly been used for the continuous casting of small-sized metal products, i.e. H. Casting formats below 240 mm are used.
  • plate molds have usually been used up to now.
  • tubular molds have recently been increasingly used, since with a tubular mold the problem of the formation of fins usually does not occur and means reduced maintenance costs.
  • a small wall thickness of the mold tube has the disadvantage, however, that the high (coolant) pressures acting on the mold tube can lead to deformation of the mold tube and consequently to a shortened service life of the mold tube.
  • One object of the invention is to improve the disadvantages of the prior art in tubular molds.
  • Another object of the invention is to enable a mold unit which has a mold tube with a polygonal cross-sectional shape and a coolant conduction jacket surrounding the mold tube and forming a coolant gap with the mold tube, or a continuous caster equipped with such a mold unit to achieve a long service life .
  • the mold unit according to the invention for the continuous casting of metal products comprises a mold unit for the continuous casting of metal products, in particular for the continuous casting of blooms, comprising a mold tube with a polygonal cross-sectional shape and a coolant conduction jacket surrounding the mold tube and forming a coolant gap with the mold tube.
  • the multiple separate reinforcing plates are arranged outside the coolant conduction jacket and attached to one another on the mold tube without contact.
  • the individual, separate reinforcing plates (which are arranged outside the coolant conduction jacket and attached to the mold tube (- and thus “reinforce” or “keep in shape”) the mold tube) do not touch each other , ie they are not connected to one another - and so free from one another.
  • a "plate” can be seen as a flat, on two opposite sides, i.e. H. a plate top and a plate underside, each defined by a piece of, in particular hard, material bounded by an area that is extended in relation to a plate thickness.
  • contactless or “contactless” (of the separate reinforcing plates to one another) can be understood in particular to mean that the separate reinforcing plates are not directly connected to one another in a material, form-fitting or force-fitting manner.
  • polygonal is also not necessarily to be understood in a strictly mathematical or geometric sense.
  • a “polygonal” (cross-sectional) shape such as a rectangular (cross-sectional) shape, in particular a (cross-sectional) shape with rounded corners can be understood.
  • the mold tube of the mold unit is a casting mold which has several side walls, i. H. the tubular mold side walls, or tubular mold side faces for short, which are formed integrally with one another.
  • the invention is based on the knowledge that during operation of the mold unit there is a thermal expansion or thermal movement of the mold tube - as well as - connected to this - the reinforcement plates - fastened to it.
  • the reinforcement plates which are intended to reinforce the mold tube or to keep it in shape, are in contact with one another or touch one another, for example when they are screwed together, the reinforcement plates are prevented from thermal expansion. This can lead to mechanical stresses, particularly in corner areas of the mold tube, which can damage the reinforcement plates and / or on the mold tube and consequently can lead to a shortened service life of the mold unit.
  • the separate reinforcement plates are each "laid out” in a floating position, i.e. that is, outside the coolant duct, separated from the tubular mold / mold tube or its tubular mold wall / mold tube wall or walls and arranged below / to one another without contact or contact or on the tubular mold / mold tube or on a tubular mold wall / mold tube wall or on the tubular mold / mold pipe walls / side surfaces attached.
  • the respective tubular mold / mold tube wall / side surface thus has "its individual support wall” - with the separate reinforcement plate fastened to it in this way - and is held or supported by this in the form.
  • tubular molds in the tubular mold unit can also be built for formats of any size, especially large casting formats, without constantly increasing the tubular mold / mold tube wall thickness (which would worsen the cooling). Wall thicknesses can be kept constant - "thin-walled" - at approx. 20 to 25 mm.
  • the mold tube is preferably a copper tube. That is to say that the mold tube is preferably made of copper or a copper alloy. This ensures that the mold tube has a high thermal conductivity.
  • the reinforcement plates mentioned above can for example be made of stainless steel, for example of the steel grade WNr. 1.4301.
  • the mold tube has a mold cavity which, in cross section of the mold tube, has a rectangular shape, in particular a rectangular shape with rounded or pre-chamfered corners.
  • said rectangular shape of the mold cavity has a length of at least 280 mm, in particular at least 320 mm, and / or a width of at least 240 mm, in particular at least 280 mm. This means that large casting formats in particular are produced here.
  • the wall thickness of the mold tube can be constant over the entire mold tube.
  • the mold tube can have different wall thicknesses.
  • the formulation that the mold tube has a wall thickness of at most 35 mm or at most 30/25/20 mm can be understood as meaning that the wall thickness of the mold tube at its / its thickest point (s) is at most 35 mm or at most 30/25/20 mm.
  • a mold tube wall / side surface has its own “individual” separate reinforcement plate, which - fastened there - keeps it in shape. That is, it is provided here that the mold tube has a plurality of mold tube side surfaces and each separate reinforcement plate is attached to a different mold tube side surface. If necessary, a respective separate reinforcement plate can thus be adapted to "its" respective mold tube wall / side surface.
  • each mold tube wall / side surface of the tube mold has its own “individual” separate reinforcement plate.
  • the number of separate reinforcement plates corresponds to the number of mold tube walls / side surfaces, one of the separate reinforcement plates being fastened to each mold tube side surface / wall.
  • the fastening of one or the separate reinforcement plates to the mold tube can also take place selectively, for example by means of sleeves and / or retaining screws, which point fastenings then the coolant conduction jacket, for example for the coolant “water” also called “water conduction jacket” (and the coolant gap or Water gap) enforce stilt-like, the coolant / water gap is not restricted "over a large area”.
  • penetrations are sealed, for example by means of O-rings or the like.
  • the number of fastening systems can expediently be selected depending on the shape and / or dimensions and / or wall thickness of the mold tube, for example from 10 to 50 fastening systems, in particular 10 to 20 fastening systems for casting formats from 350 to 420 mm or 15 to 30 fastening systems for Casting formats from 420 mm to 500 mm or 25 to 40 fastening systems for casting formats from 500 to 530 mm.
  • the fastening systems can be arranged symmetrically and / or in columns or rows.
  • Such a fastening system can provide a connecting element (for example a “fixing / retaining screw”) which has a threaded section and a threaded insert which is inserted, in particular screwed, into a recess in the mold tube.
  • a connecting element for example a “fixing / retaining screw”
  • fixing / retaining screw which has a threaded section and a threaded insert which is inserted, in particular screwed, into a recess in the mold tube.
  • a threaded section of a connecting element is to be understood as a section of the connecting element provided with a thread.
  • the connecting element can then be screwed into the threaded insert by means of its threaded section.
  • the threaded inserts enable the reinforcement plates to be installed quickly and easily on the mold tube using connecting elements.
  • the connecting element is designed as a screw ("fixing / retaining screw”) with a threadless screw shaft section, in particular with the threaded section at one end of the screw and a screw head or a head nut that can be screwed onto the screw at another End of the screw.
  • Such a screw can, for example, be an M12 screw according to DIN.
  • Fastening systems designed "slim" in this way have the particular advantage that lateral thermal expansions / movements of individual tubular mold walls / side surfaces can be compensated for.
  • the fastening system has an adjusting screw sleeve which is screwed into a through hole in the separate reinforcing plate and which surrounds part of the connecting element, in particular the threadless screw shaft section.
  • the screw-on adjustment sleeve can lie on the outside of the mold tube (and / or on the threaded insert) on the front side - and the screw head or the head nut can - on the other end, on the screw-on sleeve on the front side - rest on the screw-on screw sleeve.
  • the screw-on sleeve can also be clamped between the reinforcement plate and the mold tube in this way.
  • the adjusting screw sleeve or the adjusting screw sleeve of such fastening systems can be used for the separate reinforcement plates with a fixed axial length or e.g. can be made axially adjustable through the screw connection.
  • tubular chill tubes can thus be manufactured using the drawing process without subsequent machining of the outer surface ("unmachined tubular chill tubes").
  • washers and the like can also be used in the fastening systems.
  • Spring elements such as one or more disc springs, can also be used.
  • the mold tube, the coolant conduction jacket and the separate reinforcement plates are arranged in a coolant, in particular water tank ("wet storage").
  • a cooling water distribution flange can be provided here - especially in the case of "wet storage” - for fastening the mold unit to a mold carrier device, which has one or more coolant inlet / inlets and one or more coolant outlet / outlets, the coolant inlet (s) and the or the coolant outlets of the cooling water distribution flange is / are fluidly connected to the coolant gap.
  • dry storage can be provided in which the separate reinforcement plates are not in contact with the coolant, ie are independent of the mold tube cooling.
  • the separate reinforcement plates since the separate reinforcement plates are independent of the mold tube cooling, vary in shape and thus be designed according to a given deformation profile of the tube mold or a tube mold / mold tube wall / side surface.
  • a full-surface design of a separate reinforcement plate is usually favorable.
  • the shape can, however, also have openings and / or be clasp-shaped or rib-shaped, optionally also made from a single element. If necessary, these openings can also be used for sensors.
  • the (plate) thickness or wall / plate thickness of a separate reinforcement plate can expediently be selected depending on the shape and / or dimensions and / or wall thickness of the mold tube, for example from 40 mm to 120 mm, in particular 50 mm for casting formats from 350 to 420 mm or 80 mm for casting formats from 420 mm to 500 mm or 100 mm for casting formats from 500 to 530 mm.
  • the shape of a separate reinforcement plate can also be designed according to a deformation profile of the mold tube.
  • a separate reinforcement plate is designed to be essentially planar on its rear side facing the mold tube and / or to be curved outwards (or also again essentially planar) on its front side facing away from the mold tube - away from the mold tube .
  • the invention relates, inter alia, to a continuous caster.
  • the continuous caster according to the invention is equipped with a mold unit according to the invention.
  • the continuous caster can in particular be a so-called curved continuous caster.
  • the continuous caster can be a so-called vertical continuous caster.
  • the continuous casting plant 2 comprises a distribution basin 12 for receiving a molten metal from the ladle 6 and for forwarding the metal melt to the mold unit 8. Furthermore, the continuous casting plant 2 has a strand guide system 14 with a cooling device (not shown in the figure) and several strand guide rollers 16 as well as a separating device 18th
  • a metal melt for example liquid steel, is located in the pouring ladle 6.
  • the molten metal is introduced from the respective pouring ladle 6 into the distributor basin 12. From there, the molten metal is introduced into the mold unit 8 via an outlet pipe 20 of the distributor basin 12.
  • a coolant 46 preferably water
  • the molten metal cools down on its contact surfaces with the mold unit 8 and partially solidifies, so that the molten metal emerges from the mold unit 8 in the form of a strand 22.
  • the strand 22 has a solidified shell, while a large part of its cross section is still liquid.
  • the strand 22 emerging from the mold unit 8 is transported away and, in the process, is guided along an arc.
  • the strand 22 is further cooled with the aid of the cooling device of the strand guide system 14, so that the strand 22 solidifies.
  • the strand 22 is divided into several individual pieces for the purpose of further processing and then transported away.
  • the strand 22 could, for example, from one or more roll stands can be processed directly without being cut up beforehand.
  • FIG 2 shows a 3D view of the mold unit 8 and the aforementioned mold carrier device 10 (only partially shown) to which the mold unit 8 is attached.
  • the previously mentioned coolant 46 for example water, which is passed through the mold unit 8, is supplied to the mold unit 8 through the mold carrier device 10 and discharged again via the mold carrier device 10.
  • the mold tube 24 comprises four integral side walls 26 made of copper or a copper alloy and has a rectangular cross-sectional shape with rounded corners or corner regions 50 (cf. FIG 5 and FIG 6 ).
  • the wall thickness d 0 of the mold tube 24 is approximately 24 mm.
  • the mold tube 24 has a curved mold cavity 28.
  • the curvature of the mold cavity 28 is achieved in that the two wider of the four side walls 26 are curved (hardly noticeable in the figures).
  • the mold cavity 28 has a rectangular shape in the cross section of the mold tube 24 with rounded corners / corner regions 50 and a length L of 410 mm and a width B of 320 mm (casting format 320 mm ⁇ 410 mm, cf. FIG 5 ), whereby in principle other dimensions of the mold cavity 28 are also possible.
  • the mold unit 8 comprises four separate reinforcement plates 30 which - outside of the coolant conduction jacket 32 - are attached to the outside of the mold tube 24 (cf. FIG 5 ).
  • those reinforcement plates 30 which are attached to the narrower side walls 26 of the mold tube 24 have a wall thickness d 1 which is smaller than the wall thickness d 2 of those reinforcement plates 30 which are attached to the wider side walls 26 of the mold tube 24.
  • those reinforcing plates 30 which are fastened to the narrower side walls 26 of the mold tube 24 are designed correspondingly narrower than those reinforcing plates 30 which are fastened to the wider side walls 26 of the mold tube 24.
  • the wall thickness d 0 of the mold tube 24 is approximately 24 mm, while the wall thickness d 1 of the reinforcement plates 30 attached to the narrower side walls 26 of the mold tube 24 is approximately 55 mm and the wall thickness d 2 of that of the wider side walls 26 of the mold tube 24 fastened reinforcement plates 30 is approximately 110 mm, whereby in principle other values for the wall thicknesses d 0 , d 1 , d 2 are also possible.
  • the coolant box 66 has a fastening flange / coolant distribution flange 34, by means of which the mold unit 8 is fastened to the mold carrier device 10 (cf. FIG 2 and FIG 4 ) and via which the coolant 46 flows into and out of the mold unit 8 or the coolant gap 44 (cf. FIG 3 , Inflow openings 40, outflow openings 42).
  • the coolant box 66 has a castor support flange 36 with castors 38 (for supporting and guiding the thin strand shell at the mold outlet) (cf. FIG 3 ).
  • connection of the castor support flange 38 and the mold unit 8 takes place via four long screws which are screwed to the fastening flange / coolant distribution flange 34 in order to be able to easily detach the castors 38 from the mold unit 8 even in the event of a break in the strand (cf. FIG 3 ).
  • These screws are routed dry through the tubular coolant box 66 or its cavity 48 via pipes (cf. FIG 3 ) to save space and ensure easy assembly.
  • FIG 3 shows a 3D view of the mold unit 8.
  • the aforementioned coolant box 66 with its fastening flange / coolant distribution flange 34 and its castor support flange 36 and the inflow 40 and outflow openings 42 are visible.
  • FIG 4 shows a section through the mold unit 8, with the mold tube 24 with its mold cavity 28, the coolant conduction jacket 32, two of the reinforcement plates 30 and the coolant box 66 with its fastening flange / coolant distribution flange 34 and its caster support flange 36 being shown here in particular - in section.
  • FIG 5 shows a 3D view of the mold unit 8 mentioned several times before. In this figure, all four side walls 26 of the mold tube 24 and their separate / individual reinforcing plates 30 are visible.
  • FIG 5 Numerous recesses 68 are visible in the reinforcement plates 30, which are used to attach the reinforcement plates 30 - by means of appropriate attachment systems - (cf. FIG 6 and FIG 7 ).
  • FIG 6 shows a sectional view of part of the mold unit 8.
  • Such a fastening system provides a connecting element 56, an adjusting screw sleeve 62 and a threaded insert 52.
  • the threaded insert 52 is inserted into a recess 54 in the mold tube side wall 26 of the mold tube 24 shown;
  • the screw-on screw sleeve 62 is screwed into a through-hole (with a corresponding internal thread) in the reinforcement plate 30 by means of an external thread on the outer circumference of the screw-screw sleeve 62 and penetrates through a further through hole 78 in the coolant conduction jacket 32;
  • the connecting element 56 is in the adjusting screw sleeve 62 is inserted and screwed into the threaded insert 52 and "disappears" into the aforementioned recess 68 in the reinforcement plate 30.
  • FIG 7 shows a sectional view of part of the mold unit 8 with a fastening system in detail.
  • the connecting element 56 is designed as a (shank / fixing) screw (here for example M12) and has a screw head 64 at its first end and a threaded section 58 at its second end, as well as a threadless shank section 60 arranged in between, the length of the shank section 60 corresponds to approximately 60% to 80% of the total length of the connecting element / screw 56.
  • connecting element / screw 56 is screwed into one of the aforementioned threaded inserts 52, which is inserted into a recess 54 of the illustrated mold tube side wall 26 of the mold tube 24.
  • a part of the connecting element / screw 56 is surrounded by one of the aforementioned screw-on screw sleeves 62, which (on the one hand) rests on the end face of the mold tube side wall 26 and (on the other hand) supports the screw head 64 of the connecting element / screw 56 on the end face.
  • the adjusting screw sleeve 62 is secured by means of a lock nut 76 (screwed onto an external thread on the adjusting screw sleeve 62), as a result of which the fastening system is axially adjustable.
  • the fastening system or its stilt-like penetration 80 is sealed by means of sealing elements 72, 74.
  • the adjusting screw sleeve 62 has an annular groove 70 on its inner circumference, in which a sealing ring 72, preferably an elastomer sealing ring (O-ring), is inserted, this sealing ring 72 resting against the connecting element / screw 56. Furthermore, in the area of the further through-hole 78, a further groove 70 is made in the coolant conduction jacket 32, in which a further sealing ring 74, preferably again an elastomer sealing ring (O-ring), is inserted, this sealing ring 74 resting against the outer circumference of the screw-on screw sleeve 62 .
  • a sealing ring 72 preferably an elastomer sealing ring (O-ring)
  • O-ring elastomer sealing ring
  • Each of the reinforcement plates 30 of the mold unit 8 is fastened to the associated mold tube side wall 26 of the mold tube 24 with the aid of several such fastening systems with the connecting elements / screws 56 and the adjusting screw sleeves 62 of the type described above (cf. FIG 3 and FIG 4 and FIG 6 ).
  • the above statements in connection with the fastening systems FIG 7 (or. FIG 6 ) apply accordingly to the other fastening systems of the mold unit 8.
  • the reinforcement plates 30 are thus provided individually on all sides of the mold tube 24. They are floatingly connected to the mold tube 24 and the coolant conduction jacket 32 by means of the fastening systems and only support the mold tube side face / side wall 26 assigned to them.
  • the adjusting screw sleeves 62 are screwed into the respective reinforcement plate 30, as described above, axially adjustable. In the case of the (copper) mold tubes that are usually unmachined on the outside, this is beneficial in order to be able to compensate for manufacturing tolerances (resulting from a drawing process) and to avoid large-area machining.
  • One idea of the present mold unit 8 with its separate reinforcement plates 30 is also to lay out the supporting wall, i. H. the separate reinforcement plate 30, in a floating position outside the water guide, d. H. the coolant conductive jacket 32.
  • the thermal expansion of the (copper) mold tube has no influence.
  • the support wall or the separate reinforcement plate 30 is only in stiffening contact with the associated mold tube side wall 26 via sleeves or the screw-on sleeves 62 and retaining screws or connecting elements 62 and protects it from impermissible thermal warping and deformation due to the coolant pressure.
  • the screw-on sleeves 62 pass through the coolant conducting jacket 32 in a stilt-like manner and are sealed at the passage or at the penetration 80 with simple O-rings.
  • the screw-on sleeves 62 enable the floating mounting and the adaptation to the non-machined outer wall of the (copper) mold tube, as is usual with small (copper) mold tubes.
  • the tension-compression fastening system or retaining screw system is designed to be slim in order to be able to compensate for lateral thermal expansions of an individual mold tube side wall 26.
  • Each individual mold tube side wall 26 has its individual protector, ie reinforcement plate 30, and is held by this or this in the form.
  • the support system is thus free from disruptive external forces and from thermal expansion of the adjacent walls at right angles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kokilleneinheit (8) zum Stranggießen von Metallprodukten, insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken, umfassend ein Kokillenrohr (24) mit einer polygonalen Querschnittsform und einen das Kokillenrohr (24) umgebenden, einen Kühlmittelspalt (44) mit dem Kokillenrohr (24) ausbildenden Kühlmittelleitmantel (32).Um eine hohe Lebensdauer des Kokillenrohres (24) bzw. eine optimierte Innenqualität der vergossenen Metallprodukte zu erreichen, wird vorgeschlagen, mehrere separate Verstärkungsplatten (30), die außerhalb des Kühlmittelleitmantels (32) angeordnet und die zueinander kontaktlos sind, am Kokillenrohr (24) zu befestigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kokilleneinheit zum Stranggießen von Metallprodukten, insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Stranggießanlage.
  • Beim - üblichen - Stranggießen (in Stranggießanlagen) wird flüssiger Stahl von einer Gießpfanne in einen Verteiler und dann senkrecht über ein Gießrohr in eine wassergekühlte (Kupfer-)Kokille gegossen.
  • Kokillen können verschiedene Formen aufweisen, wodurch beispielsweise Brammen-, Vorblock-, Knüppel- und Profilstränge erzeugt werden können.
  • Beim Durchlauf durch die Kokille bildet sich an (Kupfer-)Wänden der Kokille eine bereits feste Strangschale aus, während ein Kern des Stranges noch flüssig ist. Anschließend an die Kokille wird der weiter erstarrende Strang durch Führungs- und Triebwalzen abgezogen und in eine waagrechte Lage gebracht. Dabei wird der Strang mit Wasserdüsen weiter abgekühlt. Nach völliger Durcherstarrung wird der Strang am Ende der Gießanlage in Stücke von gewünschter Länge geschnitten.
  • Bei Kokillen zum Stranggießen von Metallprodukten, wie zum Beispiel Vorblöcken, wird zwischen sogenannten Plattenkokillen und sogenannten Rohrkokillen unterschieden.
  • Plattenkokillen umfassen mehrere separate, einander kontaktierende Kokillenplatten, die gemeinsam eine Gussform mit einer polygonalen, insbesondere rechteckigen Querschnittsform bilden.
  • Rohrkokillen hingegen umfassen ein Kokillenrohr, welches eine Gussform mit einer runden, insbesondere kreisförmigen Querschnittsform oder einer polygonalen, insbesondere rechteckigen, Querschnittsform bildet.
  • Ein Vorteil einer Plattenkokille ist, dass ihre Kokillenplatten derart gelagert werden können, dass ein Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Kokillenplatten verstellt werden kann, sodass mit der Plattenkokille Metallprodukte unterschiedlicher Formate gegossen werden können.
  • Ein weiterer Vorteil einer Plattenkokille ist, dass die am Anfang einer Kokillenreise noch dicken Kokillenplatten immer wieder nachbearbeitet werden können, um die Abnutzung durch den Strang an der Innenseite der Kokillenplatten zu kompensieren, sowie dass beschädigte oder verschlissene Kokillenplatten gezielt nachbearbeitet oder ausgetauscht werden können. Zur Nachbearbeitung muss aber die Plattenkokille immer wieder zerlegt und nach der Bearbeitung wieder exakt verschraubt werden.
  • Die zu Beginn einer Kokillenreise noch dicken Kokillenplatten haben naturgemäß eine schlechtere Wärmeabfuhr als die dünneren Kokillenplatten gegen Kokillenreiseende. Damit sind keine konstanten Betriebsbedingungen gegeben, was nachteilig zu werten ist.
  • Auch nachteilig ist bei einer Plattenkokille, dass eine Montage der Plattenkokille und ein Abstimmen der Kokillenplatten auf die exakte Position aufwändig sind. Die Stoßstelle - zweier - Kokillenplatten ist generell auch sehr empfindlich und anfällig für Beschädigungen und unterschiedlicher Wärmeausdehnung.
  • Weiter nachteilig bei einer Plattenkokille ist auch, dass an deren Eckbereichen Spalten zwischen benachbarten Kokillenplatten vorhanden sein können, in welche Fremdkörper, wie zum Beispiel Reste von (verflüssigtem) Gießpulver, eindringen können und/oder flüssiges Metall eindringen kann. Hierbei können scharfkantige Grate, sogenannte Finnen, am Strang entstehen. Beim Ausfördern eines Strangs aus einer Plattenkokille unterliegen Finnen einer höheren Haftreibung als die restliche Oberfläche des Stangs. Dadurch entstehen mechanische Spannungen, die zum Reißen einer sich bildenden Strangschale führen können.
  • An den Eckbereichen einer Rohrkokille (mit polygonaler Querschnittsform) tritt das zuvor beschriebene Problem normalerweise nicht auf, da die Seitenwände des Kokillenrohrs normalerweise einstückig miteinander ausgebildet sind.
  • Allerdings kann mit einer einstückig ausgebildeten Rohrkokille nur ein einziges Format eines Metallprodukts gegossen werden. Zudem ist es bei einer einstückig ausgebildeten Rohrkokille nicht möglich, gezielt einzelne Seitenwände auszutauschen, wenn diese beschädigt oder verschlissen sind.
  • Bisher werden Rohrkokillen überwiegend zum Stranggießen kleinformatiger Metallprodukte, d. h. Gießformate unter 240 mm, verwendet. Zum Stranggießen großformatiger Metallprodukte verwendet man bisher üblicherweise Plattenkokillen. Jedoch kommen beim Stranggießen großformatiger Metallprodukte neuerdings vermehrt Rohrkokillen zum Einsatz, da bei einer Rohrkokille das Problem der Entstehung von Finnen üblicherweise nicht auftritt und reduzierten Wartungsaufwand bedeutet.
  • Bei einer Rohrkokille, die zum Stranggießen großformatiger Metallprodukte verwendet werden soll, ist darauf zu achten, dass die Wandstärke des Kokillenrohrs (üblicherweise ca. 8 % bis 11 % des Gießformatmaßes) nicht zu groß gewählt wird, damit zum Zwecke der - für hochqualitative Metallprodukte günstige - Wärmeabführung an ein Kühlmittel ein hinreichend guter Wärmedurchgang durch das Kokillenrohr gewährleistet werden kann. Außerdem kann eine größere Wandstärke höhere Temperaturspannungen in der Kokillenwand verursachen, woraus Stabilitäts- und Lebensdauereinbußen resultieren.
  • Eine geringe Wandstärke des Kokillenrohrs hat jedoch den Nachteil, dass es aufgrund der hohen (Kühlmittel-)Drücke, die auf das Kokillenrohr wirken, gegebenenfalls zu Verformungen des Kokillenrohrs und folglich zu einer verkürzten Lebensdauer des Kokillenrohrs kommen kann.
  • Im Stand der Technik wird der zuvor genannte Nachteil einer geringen Wandstärke des Kokillenrohrs, dadurch kompensiert, dass außen am Kokillenrohr mehrere, das Kokillenrohr umschließende Verstärkungsplatten befestigt bzw. verschraubt werden, welche der Kokille eine hinreichend große Steifigkeit verleihen (Stützsystem).
  • Aus der EP 1 468 760 A1 ist eine Kokilleneinheit zum Stranggießen von Metallprodukten bekannt, die ein Kokillenrohr umfasst, welches mehrere Eckbereiche aufweist. Zudem umfasst die Kokilleneinheit mehrere separate Verstärkungsplatten, die außen am Kokillenrohr verschraubt sind und gemeinsam das Kokillenrohr vollständig umschließen, wobei zwischen jeder der Verstärkungsplatten und dem Kokillenrohr jeweils ein Kühlmittelführungsspalt zum Führen eines Kühlmittels ausgebildet ist (umschließender Stütz(-system)-/Kühlmittelleitmantel).
  • Nachteilig an solchen bekannten Rohrkokillen mit durch Verstärkungsplatten verstärktem Kokillenrohr ist, dass sich Wärmedehnungen des Kokillenrohres und/oder ein Kühlwasserdruck auch auf das Stützsystem auswirken und dort - insbesondere dann, wenn das Stützsystem auch den Kühlmittelleitmantel ausbildet bzw. vice versa - zu Verspannungen und/oder Deformationen führen können. Solches kann die Lebensdauer einer Rohrkokille nachteilig beeinträchtigen.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, Nachteile im Stand der Technik bei Rohrkokillen zu verbessern.
  • Weiter auch ist Aufgabe der Erfindung, es zu ermöglichen, dass eine Kokilleneinheit, die ein Kokillenrohr mit einer polygonalen Querschnittsform und einen das Kokillenrohr umgebenden, einen Kühlmittelspalt mit dem Kokillenrohr ausbildenden Kühlmittelleitmantel aufweist, bzw. eine mit einer solchen Kokilleneinheit ausgestattete Stranggießanlage eine hohe Lebensdauer erreicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kokilleneinheit nach Anspruch 1 sowie durch eine Stranggießanlage nach Anspruch 15.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Kokilleneinheit zum Stranggießen von Metallprodukten, insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken, umfasst eine Kokilleneinheit zum Stranggießen von Metallprodukten, insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken, umfassend ein Kokillenrohr mit einer polygonalen Querschnittsform und einen das Kokillenrohr umgebenden, einen Kühlmittelspalt mit dem Kokillenrohr ausbildenden Kühlmittelleitmantel.
  • Ferner sind bei der erfindungsgemäßen Kokilleneinheit die mehreren separaten Verstärkungsplatten außerhalb des Kühlmittelleitmantels angeordnet und am Kokillenrohr kontaktlos zueinander befestigt.
  • Mit anderen Worten, bei der erfindungsgemäßen Kokilleneinheit berühren sich die einzelnen, separaten Verstärkungsplatten (, welche außerhalb des Kühlmittelleitmantels angeordnet und am Kokillenrohr befestigt sind (- und so das Kokillenrohr "verstärken" bzw. "in Form halten")), (untereinander) nicht, d. h. sie sind untereinander nicht verbunden - und so gegeneinander frei.
  • Vorliegend kann eine "Platte" als flaches, auf zwei gegenüberliegenden Seiten, d. h. einer Plattenober- und einer Plattenunterseite, von je einer im Verhältnis zu einer Plattendicke ausgedehnten Fläche begrenztes Stück eines, insbesondere harten, Materials verstanden werden.
  • Vorliegend kann "berührungslos" bzw. "kontaktlos" (der separaten Verstärkungsplatten zueinander) insbesondere so verstanden werden, dass die separaten Verstärkungsplatten weder stoff-, form- und kraftschlüssig unmittelbar miteinander verbunden sind.
  • Vorliegend ist der Begriff "polygonal" auch nicht notwendigerweise im streng mathematischen bzw. geometrischen Sinne zu verstehen. Im Sinne der Erfindung kann unter einer "polygonalen" (Querschnitts-)Form, wie zum Beispiel einer rechteckigen (Querschnitts-)Form, insbesondere eine (Querschnitts-)Form mit abgerundeten Ecken aufgefasst werden.
  • Bei dem Kokillenrohr der Kokilleneinheit handelt es sich vorliegend so um eine Gussform, welche mehrere Seitenwände, d. h. die Rohrkokillenseitenwände, kurz Rohrkokillenwände, bzw. Rohrkokillenseitenflächen, aufweist, die einstückig miteinander ausgebildet sind.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es im Betrieb der Kokilleneinheit zu einer thermischen Ausdehnung bzw. Wärmebewegung des Kokillenrohrs - sowie - damit verbunden - der - an diesem befestigten - Verstärkungsplatten kommt.
  • Wenn die Verstärkungsplatten, die das Kokillenrohr verstärken bzw. in Form halten sollen, miteinander in Kontakt stehen bzw. sich berühren, beispielsweise, wenn sie miteinander verschraubt sind, werden die Verstärkungsplatten an der thermischen Ausdehnung gehindert. Dadurch kann es, insbesondere an Eckbereichen des Kokillenrohrs, zu mechanischen Spannungen kommen, die zu Beschädigungen an den Verstärkungsplatten und/oder am Kokillenrohr und folglich zu einer verkürzten Lebensdauer der Kokilleneinheit führen können.
  • Da bei der Erfindung die - separaten - Verstärkungsplatten, die das Kokillenrohr verstärken bzw. in Form halten, eben nicht miteinander in Kontakt stehen bzw. sich untereinander nicht berühren, d. h. kontaktlos bzw. berührungslos zueinander sind, können die separaten Verstärkungsplatten thermische Ausdehnungen bzw. Wärmebewegungen relativ zueinander ausführen. Kurz, sie sind untereinander frei.
  • Dadurch kann, insbesondere an den Eckbereichen des Kokillenrohrs, das Auftreten großer mechanischer Spannungen vermieden werden. Auf diese Weise können eine größere Lebensdauer der Kokilleneinheit und folglich auch eine größere Lebensdauer einer mit einer solchen Kokilleneinheit ausgestatteten Stranggießanlage erreicht werden.
  • Anders ausgedrückt, bei der erfindungsgemäßen Kokilleneinheit werden die separaten Verstärkungsplatten jeweils - in eine schwimmende Lage - "hinausgelegt", d. h., außerhalb des Kühlmittelleitmantels, abgesetzt von der Rohrkokille/Kokillenrohr bzw. deren Rohrkokillenwand/Kokillenrohrwand bzw. -wände und kontakt-/berührungslos unter-/zueinander angeordnet bzw. an der Rohrkokille/Kokillenrohr bzw. an einer Rohrkokillenwand/Kokillenrohrwand bzw. an den Rohrkokillen-/Kokillenrohrwänden/-seitenflächen befestigt.
  • Die jeweilige Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand/-seitenfläche hat so - mit der an ihr derart befestigten separaten Verstärkungsplatte - "ihre individuelle Stützwand" und wird von dieser in der Form gehalten bzw gestützt.
  • Damit ist das durch die separate Verstärkungsplatte gebildete Stützsystem (der jeweiligen Rohrkokillenwand bzw. Kokillenrohrwand) frei von störenden, äußeren Kräften und von Wärmedehnungen/Wärmebewegungen der Rohrkokille, insbesondere der meist - an die jeweilige Rohrkokillenwand/Kokillenrohrwand - rechtwinkelig anschließenden Nachbarwände der Rohrkokille.
  • Die thermische Dehnung benachbarter Rohrkokillenwände bleibt somit ohne Einfluss auf die Formstabilität der jeweiligen Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand bzw. Rohrkokille im Gesamten.
  • Somit können die Rohrkokillen bei der Rohrkokilleneinheit auch für beliebig große Formate, insbesondere so auch große Gießformate, gebaut werden, ohne die Rohrkokillen-/Kokillenrohrwandstärke ständig zu vergrößern (, was die Kühlung verschlechtern würde). Wandstärken können so konstant - "dünnwandig" - bei ca. 20 bis 25 mm gehalten werden.
  • In bevorzugter Weise ist das Kokillenrohr ein Kupferrohr. Das heißt, das Kokillenrohr ist vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt. Dadurch kann eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Kokillenrohrs sichergestellt werden. Die zuvor erwähnten Verstärkungsplatten können beispielsweise aus rostfreiem Stahl, beispielsweise aus der Stahlsorte WNr. 1.4301, gefertigt sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat das Kokillenrohr einen Formhohlraum, der im Querschnitt des Kokillenrohrs eine rechteckige Form, insbesondere eine rechteckige Form mit abgerundeten oder vorgefasten Ecken, aufweist.
  • Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn besagte rechteckige Form des Formhohlraums eine Länge von mindestens 280 mm, insbesondere mindestens 320 mm, und/oder eine Breite von mindestens 240 mm, insbesondere mindestens 280 mm, aufweist. Das heißt, hier werden insbesondere große Gießformate erzeugt.
  • Ferner kann der Formhohlraum des Kokillenrohrs gebogen ausgebildet sein. Das heißt, die Kokilleneinheit kann eine sogenannte Bogenkokille sein. Alternativ kann der Formhohlraum gerade ausgebildet sein.
  • Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Kokillenrohr eine Wandstärke von höchstens 35 mm, vorzugsweise höchstens 30 mm, insbesondere ca. 20 mm bis 25 mm, aufweist. Dies ermöglicht zum einen eine kostengünstigere Herstellung des Kokillenrohrs, da zur Herstellung des Kokillenrohrs vergleichsweise wenig Material benötigt wird. Zum anderen lässt sich dadurch ein guter Wärmedurchgang durch das Kokillenrohr erreichen, sodass mithilfe des Kühlmittels eine starke Kühlwirkung an der zu kühlenden Metallschmelze erreicht werden kann.
  • Die Wandstärke des Kokillenrohrs kann über das gesamte Kokillenrohr hinweg konstant sein. Alternativ kann das Kokillenrohr unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Im letztgenannten Fall kann die Formulierung, dass das Kokillenrohr eine Wandstärke von höchstens 35 mm bzw. höchstens 30/25/20 mm, aufweist, so verstanden werden, dass das Kokillenrohr an seiner/seinen dicksten Stelle/-n die Wandstärke von höchstens 35 mm bzw. höchstens 30/25/20 mm aufweist.
  • Zweckmäßig kann es auch sein, wenn eine Kokillenrohrwand/- seitenfläche ihre eigene "individuelle" separate Verstärkungsplatte besitzt, welche - dort befestigt - diese in Form hält. Das heißt, hier ist vorgesehen, dass das Kokillenrohr mehrere Kokillenrohrseitenflächen aufweist und jede separate Verstärkungsplatte an einer anderen Kokillenrohrseitenfläche befestigt ist. Gegebenenfalls kann so eine jeweilige separate Verstärkungsplatte an "ihre" jeweilige Kokillenrohrwand/- seitenfläche angepasst sein.
  • Insbesondere kann hier weiter vorgesehen sein, dass jede Kokillenrohrwand/-seitenfläche der Rohrkokille ihre eigene "individuelle" separate Verstärkungsplatte besitzt. Anders ausgedrückt, die Anzahl von separaten Verstärkungsplatten entspricht der Anzahl der Kokillenrohrwände/-seitenflächen, wobei an jeder Kokillenrohrseitenfläche/-wand eine von den separaten Verstärkungsplatten befestigt ist.
  • Das Kokillenrohr kann beispielsweise eine rechteckige Querschnittsform aufweisen. In diesem Fall sind zweckmäßigerweise vier separate Verstärkungsplatten am Kokillenrohr befestigt, deren jede an einer anderen der vier Rohrkokillenwände. Das heißt, bei den zuvor erwähnten mehreren separaten Verstärkungsplatten kann es sich insbesondere um vier "individuelle" separate Verstärkungsplatten, für jede Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand eine, handeln.
  • Zweckmäßig ist es auch, wenn eine separate Verstärkungsplatte, insbesondere alle separaten Verstärkungsplatten, vorgespannt am Kokillenrohr befestigt ist bzw. sind ("Zug-Druck" Halte-/Befestigungssystem).
  • Die Befestigung einer bzw. der separaten Verstärkungsplatten am Kokillenrohr kann auch punktuell erfolgen, beispielsweise mittels Hülsen und/oder Halteschrauben, welche punktuellen Befestigungen dann den Kühlmittelleitmantel, beispielsweise für das Kühlmittel "Wasser" auch als "Wasserleitmantel" bezeichnet, (und den Kühlmittelspalt bzw. Wasserspalt) stelzenartig durchsetzen, wird dadurch der Kühlmittel-/Wasserspalt nicht "großflächig" eingeschränkt.
  • Zweckmäßig ist es hier dann auch, wenn die Durchdringungen abgedichtet sind, beispielsweise mittels O-Ringe oder dergleichen.
  • Für die Befestigung der separaten Verstärkungsplatten am Kokillenrohr an sich kann insbesondere eine Mehrzahl von Befestigungssystemen vorgesehen sein.
  • Die Anzahl von Befestigungssystemen kann dabei zweckmäßigerweise in Abhängigkeit der Form und/oder Abmessung und/oder Wandstärke des Kokillenrohres gewählt sein, beispielsweise von 10 bis 50 Befestigungssystemen, insbesondere 10 bis 20 Befestigungssysteme für Gießformate von 350 bis 420 mm bzw. 15 bis 30 Befestigungssysteme für Gießformate von 420 mm bis 500 mm bzw. 25 bis 40 Befestigungssysteme für Gießformate von 500 bis 530 mm.
  • Die Befestigungssysteme können symmetrisch und/oder spalten- bzw. zeilenweise angeordnet sein.
  • Ein solches Befestigungssystem kann dabei ein Verbindungselement (beispielsweise eine "Fixier-/Halteschraube"), das einen Gewindeabschnitt aufweist, und einen Gewindeeinsatz, der in eine Aussparung des Kokillenrohrs eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, ist, vorsehen.
  • Unter einem Gewindeabschnitt eines Verbindungselements ist vorliegend ein mit einem Gewinde versehener Abschnitt des Verbindungselements zu verstehen.
  • Das Verbindungselement kann dann mittels seines Gewindeabschnitts in den Gewindeeinsatz eingeschraubt sein.
  • Die Gewindeeinsätze ermöglichen eine einfache und schnelle Montage der Verstärkungsplatten am Kokillenrohr unter Verwendung von Verbindungselementen.
  • Der Ausdruck "eingesetzt" ist vorliegend nicht notwendigerweise so zu verstehen, dass der jeweilige Gewindeeinsatz vollständig in einer Aussparung angeordnet sein muss. In einer Ausführungsform kann der jeweilige Gewindeeinsatz aus der Aussparung herausstehen.
  • Weiter kann auch hier dann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement als Schraube ("Fixier-/Halteschraube") mit einem gewindelosen Schraubenschaftabschnitt ausgebildet ist, insbesondere mit dem Gewindeabschnitt an einem Ende der Schraube und einem Schraubenkopf oder einer auf die Schraube aufschraubbaren Kopfmutter an einem anderen Ende der Schraube.
  • Eine solche Schraube kann beispielsweise - nach DIN - eine M12 Schraube sein.
  • Derart "schlank" gestaltete Befestigungssysteme haben insbesondere den Vorteil, dass seitliche Wärmedehnungen/- bewegungen einzelner Rohrkokillenwände/-seitenflächen für sich kompensiert werden können.
  • Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Befestigungssystem eine Anstellschraubhülse, die in eine Durchgangsbohrung in der separaten Verstärkungsplatte eingeschraubt ist und die einen Teil des Verbindungselements, insbesondere den gewindelosen Schraubenschaftabschnitt, umgibt, aufweist.
  • Die Anstellschraubhülse kann dabei stirnseitig außen an dem Kokillenrohr (und/oder am Gewindeeinsatz) anliegen - und auch der Schraubenkopf oder die Kopfmutter kann - anderends stirnseitig der Anstellschraubhülse - an der Anstellschraubhülse anliegen.
  • Vorzugsweise kann so auch die Anstellschraubhülse zwischen der Verstärkungsplatte und dem Kokillenrohr verspannt werden.
  • Die Anstellschraubhülse bzw. die Anstellschraubhülsen solcher Befestigungssysteme können für die separaten Verstärkungsplatten mit fixer axialer Länge oder z.B. durch die Verschraubung axial einstellbar ausgeführt werden. Die von der Rohrkokille bzw. Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand/-seitenfläche abgehobenen, schwimmend gelagerten separaten Verstärkungsplatten bieten zusammen mit den einstellbaren Anstellschraubhülsensystemen eine Anpassungsmöglichkeit der Verstärkungsplattenbefestigung an ungenaue Außenflächen der Rohrkokillenrohre.
  • Damit gibt es keine engen Toleranzanforderungen an die Außenflächen der Rohrkokillenrohre. Die Rohrkokillenrohre können dadurch über den Ziehvorgang, ohne nachträgliche Bearbeitung der Außenfläche, hergestellt werden ("unbearbeitete Rohrkokillenrohre").
  • Diese Fertigung ist kostengünstig und für kleinformatige und selbsttragende Rohrkokillenrohre in dieser Art üblich.
  • Durch die Anpassungsmöglichkeit kann diese Fertigungsmethode auch bei den gestützen, großformatigen Rohren übernommen werden. Auch beim Einsatz von regenerierten Rohrkokillenrohren (überarbeitet und repariert für eine weitere Reise) ist dies vorteilhaft.
  • Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die Anstellschraubhülse mittels einer Kontermutter in der separaten Verstärkungsplatte gesichert ist.
  • Gegebenenfalls können bei den Befestigungssystemen auch Unterlegscheiben und Ähnliches zum Einsatz kommen. Auch Federelemente, wie zum Beispiel eine oder mehrere Tellerfedern, können eingesetzt sein.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Kokillenrohr, der Kühlmittelleitmantel und die separaten Verstärkungsplatten in einem Kühlmittel-, insbesondere Wasserkasten, angeordnet sind ("nasse Lagerung").
  • Weiterhin kann hier - insbesondere bei der "nassen Lagerung" - ein Kühlwasserverteilflansch zur Befestigung der Kokilleneinheit an einer Kokillenträgervorrichtung vorgesehen sein, der einen oder mehrere Kühlmitteleinlass/-einlässe sowie einen oder mehrere Kühlmittelauslass/-auslässe aufweist, wobei der bzw. die Kühlmitteleinlässe und der bzw. die Kühlmittelauslässe des Kühlwasserverteilflansches fluidleitend mit dem Kühlmittelspalt verbunden ist/sind.
  • Alternativ kann eine "trockene Lagerung" vorgesehen sein, bei welcher die separaten Verstärkungsplatten nicht mit dem Kühlmittel in Kontakt stehen, d. h. unabhängig von der Kokillenrohrkühlung sind.
  • Insbesondere bei der "trockenen Lagerung" können die separaten Verstärkungsplatten, da die separaten Verstärkungsplatten hier unabhängig von der Kokillenrohrkühlung sind, in ihrer Form variieren und so gemäß eines gegebenen Verformungsprofiles der Rohrkokille bzw. einer Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand/-seitenfläche gestaltet sein.
  • Eine vollflächige Ausführung einer separaten Verstärkungsplatte ist meist günstig. Die Form kann aber auch Durchbrüche aufweisen und/oder spangen- oder rippenförmig, gegebenenfalls auch aus einem einzelnen Element, sein. Gegebenenfalls können diese Durchbrüche auch für Sensoren genutzt werden.
  • Die (Platten-)Dicke bzw. Wand-/Plattenstärke einer separaten Verstärkungsplatte kann zweckmäßigerweise in Abhängigkeit der Form und/oder Abmessungen und/oder Wandstärke des Kokillenrohres gewählt sein, beispielsweise von 40 mm bis 120 mm, insbesondere 50 mm für Gießformate von 350 bis 420 mm bzw. 80 mm für Gießformate von 420 mm bis 500 mm bzw. 100 mm für Gießformate von 500 bis 530 mm. Auch kann die Form einer separaten Verstärkungsplatte gemäß einem Verformungsprofil des Kokillenrohrs ausgebildet sein.
  • Zweckmäßig kann es auch sein, separate Verstärkungsplatten gleich auszubilden - oder eine separate Verstärkungsplatte in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Kokillenrohrwand/Kokillenrohrseitenfläche auszubilden.
  • Insbesondere kann es auch zweckmäßig sein, wenn eine separate Verstärkungsplatte an ihrer dem Kokillenrohr zugewandten Rückseite im Wesentlichen plan ausgebildet ist und/oder an ihrer dem Kokillenrohr abgewandten Vorderseite - vom Kokillenrohr weg - nach außen gewölbt (oder ebenfalls auch wieder im Wesentlichen plan) ausgebildet ist.
  • (Platten-)Dickenangaben bzw. Wand-/Plattenstärkenangaben können sich dabei auf die jeweils minimale (Platten-)Dicke bzw. Wand-/Plattenstärke beziehen.
  • Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung unter anderem eine Stranggießanlage.
  • Die erfindungsgemäße Stranggießanlage ist mit einer erfindungsgemäßen Kokilleneinheit ausgestattet.
  • Bei der Stranggießanlage kann es sich insbesondere um eine sogenannte Bogenstranggießanlage handeln. Alternativ kann die Stranggießanlage eine sogenannte Vertikalstranggießanlage sein.
  • Die bisher gegebene Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen abhängigen Patentansprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit der erfindungsgemäßen Kokilleneinheit und der erfindungsgemäßen Stranggießanlage kombinierbar.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert wird. Das Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und beschränkt die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale des Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
  • Es zeigen:
    • FIG 1
    eine schematische Darstellung einer Stranggießanlage mit einer Kokilleneinheit;
    FIG 2
    eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit sowie eine Kokillenträgervorrichtung, an welcher die Kokilleneinheit befestigt ist;
    FIG 3
    eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit;
    FIG 4
    einen Längsschnitt der Kokilleneinheit;
    FIG 5
    eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit, welche die Verstärkungsplatten an den Seitenwänden des Kokillenrohrs der Kokilleneinheit zeigt;
    FIG 6
    eine Schnittdarstellung der Kokilleneinheit, in welcher die Befestigung einer Verstärkungsplatte am Kokillenrohr der Kokilleneinheit abgebildet ist;
    FIG 7
    eine Schnittdarstellung der Kokilleneinheit, in welcher ein Verbindungselement der Befestigung einer Verstärkungsplatte am Kokillenrohr der Kokilleneinheit im Detail abgebildet ist.
    Rohrkokille mit Protektorplatten/Protektorrohrkokille
  • FIG 1 zeigt schematisch eine Stranggießanlage 2 zum Stranggießen von Metallprodukten, insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Stranggießanlage 2 um eine Bogenstranggießanlage.
  • Die Stranggießanlage 2 umfasst einen Pfannendrehturm 4, in den zwei austauschbare Gießpfannen 6 eingesetzt sind, sowie eine Kokilleneinheit 8. Letztere ist an einer Kokillenträgervorrichtung 10 bzw. Kokillenabdeckung 10 befestigt (vgl. FIG 2, kurz im Folgenden nur Kokillenträgervorrichtung 10), die in FIG 1 einer besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.
  • Außerdem umfasst die Stranggießanlage 2 ein Verteilerbecken 12 zum Aufnehmen einer Metallschmelze aus den Gießpfannen 6 und zum Weiterleiten der Metallschmelze zu der Kokilleneinheit 8. Des Weiteren verfügt die Stranggießanlage 2 über ein Strangführungssystem 14 mit einer figürlich nicht dargestellten Kühleinrichtung und mehreren Strangführungsrollen 16 sowie über eine Trennvorrichtung 18.
  • In den Gießpfannen 6 befindet sich eine Metallschmelze, beispielsweise flüssiger Stahl. Die Metallschmelze wird aus der jeweiligen Gießpfanne 6 in das Verteilerbecken 12 eingeleitet. Von dort wird die Metallschmelze über ein Auslassrohr 20 des Verteilerbeckens 12 in die Kokilleneinheit 8 eingeleitet.
  • Da durch die Kokilleneinheit 8 ein Kühlmittel 46, vorzugsweise Wasser, geleitet wird, kühlt die Metallschmelze an seinen Kontaktflächen mit der Kokilleneinheit 8 ab und erstarrt hierbei teilweise, sodass die Metallschmelze in Form eines Strangs 22 aus der Kokilleneinheit 8 austritt. Beim Austreten aus der Kokilleneinheit 8 hat der Strang 22 eine erstarrte Schale, während ein Großteil seines Querschnitts noch flüssig ist.
  • Mithilfe der Strangführungsrollen 16 des Strangführungssystems 14 wird der aus der Kokilleneinheit 8 austretende Strang 22 abtransportiert und dabei entlang eines Bogens geführt. Im Strangführungssystem 14 wird der Strang 22 mithilfe der Kühleinrichtung des Strangführungssystems 14 weiter abgekühlt, sodass der Strang 22 erstarrt.
  • Mittels der Trennvorrichtung 18 wird der Strang 22 zum Zwecke seiner Weiterverarbeitung in mehrere Einzelstücke zerteilt und anschließend abtransportiert. Alternativ könnte der Strang 22 beispielsweise von einem oder mehreren Walzgerüsten direkt weiterverarbeitet werden, ohne vorher zerteilt zu werden.
  • FIG 2 zeigt eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit 8 sowie die zuvor erwähnte Kokillenträgervorrichtung 10 (nur teilweise dargestellt), an welcher die Kokilleneinheit 8 befestigt ist.
  • Das zuvor erwähnte Kühlmittel 46, beispielsweise Wasser, das durch die Kokilleneinheit 8 geleitet wird, wird der Kokilleneinheit 8 durch die Kokillenträgervorrichtung 10 zugeführt und über die Kokillenträgervorrichtung 10 wieder abgeführt.
  • Wie aus FIG 2 auch ersichtlich ist, umfasst die Kokilleneinheit 8 ein Kokillenrohr 24.
  • Das Kokillenrohr 24 umfasst vier einstückig miteinander ausgebildete Seitenwände 26 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und weist eine rechteckige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken bzw. Eckbereichen 50 auf (vgl. FIG 5 und FIG 6). Die Wandstärke d0 des Kokillenrohrs 24 beträgt circa 24 mm.
  • Da es sich bei der Stranggießanlage 2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Bogenstranggießanlage handelt, weist das Kokillenrohr 24 einen gebogen ausgebildeten Formhohlraum 28 auf. Die Biegung des Formhohlraums 28 wird dadurch erreicht, dass die beiden breiteren der vier Seitenwände 26 gebogen ausgebildet sind (in den Figuren kaum wahrnehmbar).
  • Ferner weist der Formhohlraum 28 im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Querschnitt des Kokillenrohrs 24 eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken/Eckbereichen 50 sowie einer Länge L von 410 mm und einer Breite B von 320 mm auf (Gießformat 320 mm x 410 mm, vgl. FIG 5), wobei grundsätzlich auch andere Abmessungen des Formhohlraums 28 möglich sind.
  • Das Kokillenrohr 24 ist von einem Kühlmittelleitmantel 32 - mit einer Wandstärke von ca. 8 mm - umgeben, wobei sich zwischen dem Kokillenrohr 24 und dem Kühlmittelleitmantel 32 ein ca. 4 mm breiter, vom Kühlmittel 46 durchströmter Kühlmittelspalt 44 ausbildet (vgl. FIG 6 und FIG 7).
  • Des Weiteren umfasst die Kokilleneinheit 8 vier separate Verstärkungsplatten 30, die - außerhalb des Kühlmittelleitmantels 32 - außen am Kokillenrohr 24 befestigt sind (vgl. FIG 5) .
  • Jede einzelne Kokillenrohrseitenwand 26 hat ihre eigene Verstärkungsplatte 30, welche diese "in Form" hält.
  • Weiter ist (insbesondere aus FIG 5) ersichtlich, dass diejenigen Verstärkungsplatten 30, die an den schmaleren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigt sind, eine Wandstärke d1 aufweisen, die kleiner ist als die Wandstärke d2 derjenigen Verstärkungsplatten 30, die an den breiteren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigt sind.
  • Entsprechend sind diejenigen Verstärkungsplatten 30, die an den schmaleren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigt sind, entsprechend schmäler ausgebildet, als diejenigen verstärkungsplatten 30, die an den breiteren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigt sind.
  • Darüber hinaus weist das Kokillenrohr 24 eine Wandstärke d0 auf, die kleiner ist als die zuvor genannten Wandstärken d1, d2.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Wandstärke d0 des Kokillenrohrs 24 circa 24 mm, während die Wandstärke d1 der an den schmaleren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigten Verstärkungsplatten 30 circa 55 mm beträgt und die Wandstärke d2 der an den breiteren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigten Verstärkungsplatten 30 circa 110 mm beträgt, wobei grundsätzlich auch jeweils andere Werte für die Wandstärken d0, d1, d2 möglich sind.
  • Alternativ dazu können aber auch alle Verstärkungsplatten gleiche Wandstärken d1 (= d2) von beispielsweise 75 mm aufweisen.
  • Darüber hinaus umfasst die Kokilleneinheit 8 einen rohrförmigen Kühlmittelkasten 66, in dessen Hohlraum 48 das Kokillenrohr 24 (mit seinem Kühlmittelleitmantel 32 und seinen Verstärkungsplatten 30) eingesetzt ist (vgl. FIG 3).
  • An seinem oberen Ende weist der Kühlmittelkasten 66 einen Befestigungsflansch/Kühlmittelverteilflansch 34 auf, mittels welchem die Kokilleneinheit 8 an der Kokillenträgervorrichtung 10 befestigt ist (vgl. FIG 2 und FIG 4) und über welchem das Kühlmittel 46 in die Kokilleneinheit 8 bzw. den Kühlmittelspalt 44 ein- bzw. ausströmt (vgl. FIG 3, Einströmöffnungen 40, Ausströmöffnungen 42).
  • An seinem unteren Ende weist der Kühlmittelkasten 66 einen Fußrollentragflansch 36 mit Fußrollen 38 (zur Stützung und Führung der dünnen Strangschale am Kokillenaustritt) auf (vgl. FIG 3).
  • Die Verbindung von Fußrollentragflansch 38 und Kokilleneinheit 8 erfolgt über vier lange Schrauben, welche mit dem Befestigungsflansch/Kühlmittelverteilflansch 34 verschraubt sind, um die Fußrollen 38 auch im Störfall eines Strangdurchbruches einfach von der Kokilleneinheit 8 lösen zu können (vgl. FIG 3). Diese Schrauben werden über Rohre trocken durch den rohrförmigen Kühlmittelkasten 66 bzw. dessen Hohlraum 48 geführt (vgl. FIG 3), um Platz zu sparen und eine einfache Montage zu gewährleisten.
  • FIG 3 zeigt eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit 8. In dieser Figur ist der vorerwähnte Kühlmittelkasten 66 mit dessen Befestigungsflansch/Kühlmittelverteilflansch 34 und dessen Fußrollentragflansch 36 sowie den Ein- 40 und Ausströmöffnungen 42 sichtbar.
  • FIG 4 zeigt einen Schnitt durch die Kokilleneinheit 8, wobei hier insbesondere - im Schnitt - das Kokillenrohr 24 mit seinem Formhohlraum 28, dem Kühlmittelleitmantel 32, zwei der Verstärkungsplatten 30 sowie der Kühlmittelkasten 66 mit dessen Befestigungsflansch/Kühlmittelverteilflansch 34 und dessen Fußrollentragflansch 36 abgebildet ist.
  • FIG 5 zeigt eine 3D-Ansicht der zuvor mehrfach erwähnten Kokilleneinheit 8. In dieser Figur sind alle vier Seitenwände 26 des Kokillenrohrs 24 sowie deren separate/individuelle Verstärkungsplatten 30 sichtbar.
  • Des Weiteren sind in FIG 5 zahlreiche Aussparungen 68 in den Verstärkungsplatten 30 sichtbar, welche der Befestigung der Verstärkungsplatten 30 - mittels entsprechender Befestigungssysteme - dienen (vgl. FIG 6 und FIG 7).
  • FIG 6 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils der Kokilleneinheit 8.
  • In FIG 6 sind eine der Verstärkungsplatten 30, ein Teil des Kühlmittelleitmantels 32 sowie ein Teil einer der Kokillenrohrseitenwände 26 des Kokillenrohrs 24 dargestellt. Darüber hinaus sind in FIG 6 mehrere (in diesem Fall drei) Befestigungssysteme dargestellt, mittels welchen die abgebildete Verstärkungsplatte 30 an der abgebildeten, ihr zugeordneten (jeweiligen) Kokillenrohrseitenwand 26 befestigt ist.
  • Ein solches Befestigungssystem sieht ein Verbindungselement 56, eine Anstellschraubhülse 62 sowie einen Gewindeeinsatz 52 vor. Der Gewindeeinsatz 52 ist in eine Aussparung 54 der bzw. in der abgebildeten Kokillenrohrseitenwand 26 des Kokillenrohrs 24 eingesetzt; die Anstellschraubhülse 62 ist mittels eines Außengewindes am Außenumfang der Anstellschraubhülse 62 in eine Durchgangsbohrung (mit entsprechendem Innengewinde) in der Verstärkungsplatte 30 eingeschraubt und durchdringt über eine weitere Durchgangsbohrung 78 in dem Kühlmittelleitmantel 32 diesen; das Verbindungselement 56 ist in die Anstellschraubhülse 62 eingesteckt sowie in den Gewindeeinsatz 52 eingeschraubt und "verschwindet" in der vorerwähnten Aussparung 68 in der Verstärkungsplatte 30.
  • FIG 7 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils der Kokilleneinheit 8 mit einem Befestigungssystem im Detail.
  • In FIG 7 sind ein Teil einer der Verstärkungsplatten 30, ein Teil des Kühlmittelleitmantels 32 sowie ein Teil einer der Kokillenrohrseitenwände 26 des Kokillenrohrs 24 dargestellt. Darüber hinaus ist in FIG 7 ein Verbindungselement 56 des Befestigungssystems dargestellt, mittels welchem die abgebildete Verstärkungsplatte 30 an der abgebildeten Kokillenrohrseitenwand 26 befestigt ist.
  • Das Verbindungselement 56 ist als (Schaft-/Fixier)Schraube (hier beispielsweise M12) ausgebildet und weist an seinem ersten Ende einen Schraubenkopf 64 und an seinem zweiten Ende einen Gewindeabschnitt 58 sowie einen dazwischen angeordneten gewindelosen Schaftabschnitt 60 auf, wobei die Länge des Schaftabschnitts 60 circa 60 % bis 80 % der Gesamtlänge des Verbindungselements/der Schraube 56 entspricht.
  • Darüber hinaus ist das Verbindungselement/die Schraube 56 in einen der vorerwähnten Gewindeeinsätze 52, welcher in eine Aussparung 54 der abgebildeten Kokillenrohrseitenwand 26 des Kokillenrohrs 24 eingesetzt ist, eingeschraubt.
  • Ein Teil des Verbindungselements/Schraube 56 ist von einer der vorerwähnten Anstellschraubhülsen 62, die (einerseits) stirnseitig an der Kokillenrohrseitenwand 26 anliegt und (andererseits) stirnseitig sich der Schraubenkopf 64 des Verbindungselements/Schraube 56 abstützt, umgeben.
  • Ferner ist die Anstellschraubhülse 62 mittels einer (auf einem Außengewinde auf der Anstellschraubhülse 62 aufgeschraubten) Kontermutter 76 gesichert, wodurch das Befestigungssystem axial einstellbar wird.
  • Das Befestigungssystem bzw. deren stelzenartige Durchdringung 80 ist mittels Dichtelementen 72, 74 abgedichtet.
  • Dazu weist die Anstellschraubhülse 62 an ihrem Innenumfang eine ringförmige Nut 70 auf, in welche ein Dichtring 72, vorzugsweise ein Elastomer-Dichtring (O-Ring), eingesetzt ist, wobei dieser Dichtring 72 an dem Verbindungselement/Schraube 56 anliegt. Weiter ist im Bereich der weiteren Durchgangsbohrung 78 eine weitere Nut 70 im Kühlmittelleitmantel 32 eingebracht, in welche ein weiterer Dichtring 74, vorzugsweise wieder ein Elastomer-Dichtring (O-Ring), eingesetzt ist, wobei dieser Dichtring 74 an dem Außenumfang der Anstellschraubhülse 62 anliegt.
  • Jede der Verstärkungsplatten 30 der Kokilleneinheit 8 ist mithilfe mehrerer solcher Befestigungssysteme mit den Verbindungselementen/Schrauben 56 und den Anstellschraubhülsen 62 der oben beschriebenen Art an der zugehörigen Kokillenrohrseitenwand 26 des Kokillenrohrs 24 befestigt (vgl. FIG 3 und FIG 4 und FIG 6). Die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Befestigungssystemen aus FIG 7 (bzw. FIG 6) gelten entsprechend auch für die anderen Befestigungssysteme der Kokilleneinheit 8.
  • Die Verstärkungsplatten 30 sind so individuell an allen Seiten des Kokillenrohres 24 vorhanden. Sie sind mittels der Befestigungssysteme schwimmend mit dem Kokillenrohr 24 und dem Kühlmittelleitmantel 32 verbunden und stützen nur die jeweils ihnen zugeordnete Kokillenrohrseitenfläche/-seitenwand 26.
  • Die thermischen Ausdehnungen der rechtwinkelig zur betreffenden Kokillenrohrseitenfläche/-seitenwand 26 angeordneten (anderen) Kokillenrohrseitenflächen/-seitenwände 26 beeinflussen somit die Stützwirkung nicht.
  • Die Anstellschraubhülsen 62 sind in der jeweiligen Verstärkungsplatte 30 durch die Verschraubung, wie zuvor beschrieben, axial einstellbar ausgeführt. Dies ist bei den üblicherweise außen unbearbeiteten (Kupfer-)Kokillenrohren günstig, um (durch eine Ziehvorgang herrührende) Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können und eine großflächige Abarbeitung zu vermeiden.
  • Eine Idee der vorliegenden Kokilleneinheit 8 mit ihren separaten Verstärkungsplatten 30 (Protektorsystem) ist auch das Hinauslegen der Stützwand, d. h. der separaten Verstärkungsplatte 30, in eine schwimmende Lage außerhalb der Wasserführung, d. h. dem Kühlmittelleitmantel 32. Die thermische Dehnung des (Kupfer-)Kokillenrohres bleibt ohne Einfluss.
  • Die Stützwand bzw. die separate Verstärkungsplatte 30 ist nur punktuell über Hülsen bzw. die Anstellschraubhülsen 62 und Halteschrauben bzw. Verbindungselemente 62 in versteifendem Kontakt mit der zugehörigen Kokillenrohrseitenwand 26 und schützt diese vor unzulässiger, thermischer Verwerfung und Deformation durch den Kühlmitteldruck.
  • Die Anstellschraubhülsen 62 durchsetzen stelzenartig den Kühlmittelleitmantel 32 und sind am Durchtritt bzw. an der Durchdringung 80 mit einfachen O-Ringen abgedichtet. Die Anstellschraubhülsen 62 ermöglichen die schwimmende Lagerung und die Anpassung an die, wie bei kleinen (Kupfer-)Kokillenrohren üblich, nicht bearbeitete Außenwand des (Kupfer-)Kokillenrohres.
  • Das Zug-Druck Befestigungssystem bzw. Halteschraubensystem ist schlank gestaltet, um seitliche Wärmedehnungen einer einzelnen Kokillenrohrseitenwand 26 kompensieren zu können. Jede einzelne Kokillenrohrseitenwand 26 hat ihren individuellen Protektor, d. h. Verstärkungsplatte 30, und wird von diesem bzw. dieser in der Form gehalten. Damit ist das Stützsystem frei von störenden, äußeren Kräften und von Wärmedehnungen der rechtwinkelig anschließenden Nachbarwände.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das offenbarte Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Stranggießanlage
    4
    Pfannendrehturm
    6
    Gießpfanne
    8
    Kokilleneinheit
    10
    Kokillenträgervorrichtung
    12
    Verteilerbecken
    14
    Strangführungssystem
    16
    Strangführungsrolle
    18
    Trennvorrichtung
    20
    Auslassrohr
    22
    Strang
    24
    Kokillenrohr
    26
    Kokillenrohrseitenfläche/-seitenwand
    28
    Formhohlraum
    30
    Verstärkungsplatte
    32
    Kühlmittel-/Wasserleitmantel
    34
    Kühlmittelverteilflansch, Befestigungsflansch
    36
    Fußrollentragflansch (unten)
    38
    Fußrollen (unten)
    40
    Kühlmitteleinlass, Einströmöffnung
    42
    Kühlmittelauslass, Ausströmöffnung
    44
    Kühlmittelspalt
    46
    Kühlmittel
    48
    Hohlraum
    50
    Eckbereich
    52
    Gewindeeinsatz
    54
    Aussparung
    56
    Verbindungselement, (Fixier-)Schraube
    58
    Gewindeabschnitt
    60
    (gewindeloser) Schraubenschaftabschnitt
    62
    Anstellschraubhülse
    64
    Schraubenkopf (Kopfmutter)
    66
    Kühlmittel-/Wasserkasten
    68
    Aussparung
    70
    Nut
    72
    Dichtring/-element
    74
    Dichtring/-element
    76
    Kontermutter
    78
    Durchgangsbohrung
    80
    Durchdringung
    B
    Breite
    L
    Länge
    d0
    Wandstärke (des Kokillenrohrs)
    d1
    Wandstärke (der Verstärkungsplatte)
    d2
    Wandstärke (der Verstärkungsplatte)

Claims (15)

  1. Kokilleneinheit (8) zum Stranggießen von Metallprodukten, insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken, umfassend ein Kokillenrohr (24) mit einer polygonalen Querschnittsform und einen das Kokillenrohr (24) umgebenden, einen Kühlmittelspalt (44) mit dem Kokillenrohr (24) ausbildenden Kühlmittelleitmantel (32),
    gekennzeichnet durch
    mehrere separate Verstärkungsplatten (30), die außerhalb des Kühlmittelleitmantels (32) angeordnet und die zueinander kontaktlos und am Kokillenrohr (24) befestigt sind.
  2. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24) mehrere Kokillenrohrseitenflächen (26) aufweist und jede separate Verstärkungsplatte (30) an einer anderen Kokillenrohrseitenfläche (26) befestigt ist.
  3. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet durch eine entsprechende Anzahl von separaten Verstärkungsplatten (30) wie Kokillenrohrseitenflächen (26), wobei an jeder Kokillenrohrseitenfläche (26) eine von den separaten Verstärkungsplatten (30) befestigt ist.
  4. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24) eine rechteckige Querschnittsform mit vier Kokillenrohrseitenflächen (26) und vier separate Verstärkungsplatten (30) aufweist, wobei jede der vier separate Verstärkungsplatten (30) an einer anderen der vier Kokillenrohrseitenflächen (26) befestigt ist.
  5. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die separate Verstärkungsplatte (30) vorgespannt am Kokillenrohr (24) befestigt ist.
  6. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Befestigungssystemen, mittels welchen die separaten Verstärkungsplatten (30) am Kokillenrohr (24) befestigt sind,
    wobei jedes Befestigungssystem zumindest ein Verbindungselement (56), das einen Gewindeabschnitt (58) aufweist, und einen Gewindeeinsatz (52), der in eine Aussparung (54) des Kokillenrohrs (24) eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, ist, aufweist, und wobei das Verbindungselement (56) mittels ihres Gewindeabschnitts (58) in den Gewindeeinsatz (52) eingeschraubt ist.
  7. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (56) als Schraube (56) mit einem gewindelosen Schraubenschaftabschnitt (60) ausgebildet ist, insbesondere mit dem Gewindeabschnitt (58) an einem Ende der Schraube (56) und einem Schraubenkopf (64) oder einer auf die Schraube (56) aufschraubbaren Kopfmutter an einem anderen Ende der Schraube (56).
  8. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungssystem eine Anstellschraubhülse (62), die in eine Durchgangsbohrung (78) in der separaten Verstärkungsplatte (30) eingeschraubt ist und die einen Teil des Verbindungselements (56), insbesondere den gewindelosen Schraubenschaftabschnitt (60), umgibt, aufweist, wobei die Anstellschraubhülse (62) stirnseitig außen am Kokillenrohr (24) oder am Gewindeeinsatz (52) anliegt und insbesondere der Schraubenkopf (64) oder die Kopfmutter anderends stirnseitig an der Anstellschraubhülse (62) anliegt.
  9. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellschraubhülse (62) mittels einer Kontermutter (76) in der separaten Verstärkungsplatte (30) gesichert ist.
  10. Kokilleneinheit (8) nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungssystem den Kühlmittelleitmantel (32), insbesondere stelzenförmig, durchdringt, wobei die Durchdringung (80) abgedichtet ist.
  11. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24), der Kühlmittelleitmantel (32) und die separaten Verstärkungsplatten (30) in einem Wasserkasten (66) angeordnet sind.
  12. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch einen Kühlmittelverteilflansch (34) zur Befestigung der Kokilleneinheit (8) an einer Kokillenträgervorrichtung (10), der einen oder mehrere Kühlmitteleinlass/- einlässe (40) sowie einen oder mehrere Kühlmittelauslass/- auslässe (42) aufweist, wobei der bzw. die Kühlmitteleinlass/-einlässe (40) und der bzw. die Kühlmittelauslass/- auslässe (42) des Kühlwasserverteilflansches (34) fluidleitend mit dem Kühlmittelspalt (44) verbunden sind.
  13. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24) einen Formhohlraum (28) aufweist, der im Querschnitt des Kokillenrohrs (24) eine rechteckige Form mit einer Länge (L) von mindestens 280 mm, vorzugsweise mindestens 320 mm, und/oder mit einer Breite (B) von mindestens 240 mm, vorzugsweise mindestens 280 mm, aufweist und/oder dass das Kokillenrohr (24) einen gebogen ausgebildeten Formhohlraum (28) aufweist.
  14. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24) eine Wandstärke (d0) von höchstens 35 mm, vorzugsweise höchstens 30 mm, insbesondere vorzugsweise höchstens 25 mm oder sogar 20 mm, aufweist und/oder die separate Verstärkungsplatte vollflächig, spangen- oder rippenförmig, insbesondere mit einer Wandstärke (d1, d2) von 40 mm bis 120 mm, ausgebildet ist und/oder einer Form der separaten Verstärkungsplatte (30) gemäß einem Verformungsprofil des Kokillenrohrs (24) ausgebildet ist.
  15. Stranggießanlage (2), insbesondere Bogenstranggießanlage, mit einer Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
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