EP3856432B1 - Kokillenplatte - Google Patents

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EP3856432B1
EP3856432B1 EP19762305.1A EP19762305A EP3856432B1 EP 3856432 B1 EP3856432 B1 EP 3856432B1 EP 19762305 A EP19762305 A EP 19762305A EP 3856432 B1 EP3856432 B1 EP 3856432B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold plate
insert
cooling
plate according
closed position
Prior art date
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Active
Application number
EP19762305.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3856432A1 (de
Inventor
Thomas Rolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cunova GmbH
Original Assignee
KME Special Products and Solutions 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 KME Special Products and Solutions GmbH filed Critical KME Special Products and Solutions GmbH
Publication of EP3856432A1 publication Critical patent/EP3856432A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3856432B1 publication Critical patent/EP3856432B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • 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
    • B22D11/0408—Moulds for casting thin slabs
    • 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
    • B22D11/057—Manufacturing or calibrating the moulds

Definitions

  • the invention relates to a mold plate having the features in the preamble of patent claim 1.
  • a mold for continuous casting such as thin slab continuous casting plants, has water-cooled mold plates.
  • the mold plates consist of particularly conductive copper alloys. Considerable thermal loads occur within the mold plates during continuous casting. Within a few tenths of a second, the cooling water heats up so much that only high water pressure can prevent the cooling water from boiling in certain areas. Due to the warm cooling water and the large amount of water, lime and other components dissolved in the cooling water are deposited on the wall of the mold plate to be cooled. These deposits have an insulating effect and have a negative effect on heat dissipation from the mold plate. Even with thin deposits, the temperature of the mold plate in the affected area can increase, which can lead to the softening of the copper material. Regular checks and cleaning cycles can keep deposits low or remove them if necessary. the Cleaning cycles involve dismantling the mold plate so that the cooling surface of the mold plate can be reached at all.
  • the DE 10 2016 124 801 B3 discloses a mold plate which has a plurality of attachment points on its rear side for attachment.
  • the mold plate has inserts on the back, which are arranged in cooling channels.
  • the inserts are supported on ridges and extend to the level of the back.
  • the flow rate within adjacent cooling slots is significantly increased by the inserts.
  • the inserts are held on the back by screw connections and some by clips.
  • the DE 198 42 674 A1 discloses a mold wall of a continuous casting mold.
  • an inner mold plate On its side facing the water tank, an inner mold plate has webs with grooves running in between, in which filler pieces are arranged.
  • the grooves have undercuts, that the filler pieces have connecting elements, that the filler pieces engage detachably in the undercuts and that the screw connections are arranged between the filler pieces and the water tank.
  • the EP 1 757 385 A2 discloses a mold broadside of a funnel mold with at least one groove-shaped cooling channel in the back of the broadside.
  • Recesses are provided and filler pieces for at least partially closing the recesses.
  • the extent of the recesses in the longitudinal direction of the cooling channel is limited to a partial section of the cooling channel. They have a rectangular and/or wedge-shaped cross section in this direction.
  • the depth of the cooling channel in the broad side of the mold is to be changed stepwise and/or linearly in the area of the intersecting recesses and filled with appropriate filler pieces.
  • the DE 102 37 472 A1 discloses a liquid-cooled mold for the continuous casting of metals, in which the mold plates are connected to an adapter plate or a water box by means of fastening bolts.
  • the fastening bolts are attached to island-like plateau sockets protruding from the coolant side of the mold plate, which protrude at least partially into a coolant gap formed between the mold plate or adapter plate or the water tank and have a streamlined shape adapted to the direction of flow of the coolant.
  • the invention is based on the object of demonstrating a mold plate which has cooling channels with inserts which are open towards the rear on its rear side, the maintenance work in the area of the inserts being facilitated.
  • the mold plate according to the invention has a casting side and a rear side facing away from the casting side. At least one cooling channel open to the rear is located in the rear. An insert is arranged in the cooling channel in order to reduce the flow cross section of the cooling channel and to increase the flow speed of the cooling water. The flow cross-section is not completely blocked, but reduced to such an extent that that an inflow opening and an outflow opening remain free adjacent to the inserts and further to the extent that the desired cooling gap is available between the inflow opening and the outflow opening for cooling water to flow through.
  • the insert is pivotally attached to the mold plate.
  • a pivotable attachment of the at least one insert has the advantage that the insert can be opened for inspection, maintenance and cleaning. On the one hand, this enables unhindered access to the cooling side of the mold plate. At the same time, by opening the inserts, the inside of the inserts becomes visible and accessible and can also be easily cleaned.
  • a further advantage is that the swiveling inserts always remain on the mold plate. You cannot get lost. This is a significant gain in safety, since assembly errors when assembling the mold plate are ruled out.
  • the mold plate according to the invention preferably has a number of cooling channels and accordingly also a number of inserts.
  • the mold plate for example for thin slab continuous casting, is arranged essentially vertically in the installation position due to the gravity of the melt.
  • the cooling channels preferably run parallel to the casting direction, i. H. from the upper end of the mold plate to the lower end of the mold plate. It is considered particularly advantageous if the pivot axis of the insert is perpendicular to the longitudinal direction of the at least one cooling channel. As a result, the insert can be swiveled into the cooling channel in the longitudinal direction. This simplifies handling. Since the cooling channels are generally much longer than they are wide, the pivot axis can be shorter as a result.
  • the pivot axis is located at a lower end of the mold plate.
  • a particularly horizontal pivot axis at the lower end allows the use of a closed position to an open position be folded down. Gravity automatically keeps the insert in the open position. There is no need to support the insert as would be required with a top pivot or a differently oriented pivot.
  • the mold plate with the inserts is in front of the fitter like an open book with the pages and inserts folded down.
  • the inserts can preferably be pivoted to such an extent that they can be pivoted from the closed position to the open position by more than 90°. As a result, the inserts can also be held in the open position when the mold is laid down horizontally, for example.
  • pivotable inserts are preferably also provided.
  • the pivot axes of all inserts are preferably in a common axis and in particular at the lower end of the mold plate.
  • Locking means are preferably arranged at the rear so that the inserts are held in the closed position when the mold plate is remounted in the water tank. These locking means can be screwed on. It can, for example, be a cross bar that has a fastening section for fastening to the mold plate and a locking projection that overlaps a rear side of the insert in the closed position. Such a locking means can also have a number of locking projections and at the same time lock a number of adjacent inserts in the closed position.
  • a locking means is preferably located between each two adjacent inserts. Each insert is preferably associated with two locking means, one on the left and one on the right. These locking means are located as far away as possible from the pivot axis, so that the locking means do not have to absorb large forces in order to hold the respective insert in the closed position.
  • the insert has an inner side that faces the mold plate in the closed position. This inside is a cooling surface of the cooling channel opposite to.
  • the cooling surface is the surface opposite the casting side of the mold plate.
  • a cooling gap is formed between the cooling surface and the inner surface by the insert.
  • the inside of the insert can be partially in contact with the cooling surface.
  • the contact can be formed on the one hand by projections on the insert or on the other hand by projections on the cooling surface. Since the contact areas are intended to create barriers for the cooling water so that cooling gaps are formed which are separate from one another, the contact areas serve as a kind of seal. Webs on the cooling side of the mold plate can increase the rigidity of the mold plate. Therefore, tongue and groove constellations can also arise in the contact area.
  • the insert can have grooves on its inside, into which webs of the mold plate engage in the closed position, so that the desired cooling gap between the insert and the mold plate is created between the adjacent webs.
  • Each insert can have a number of contact areas or a number of grooves or, conversely, a number of webs which in this case engage in the grooves of the mold plate.
  • Dividing the insert into a plurality of cooling gaps formed by a single insert makes it possible to reduce the number of pivotally mounted inserts.
  • a single insert can have three grooves, so that four cooling channels are formed adjacent to the three grooves or webs of the mold plate.
  • the insert can also be referred to as an insert block and simultaneously spans several cooling gaps within a single cooling channel.
  • Such an insert block requires only a single pivotal connection.
  • the complete insert block is in particular releasably coupled to the back. This makes the insert interchangeable. It can be reused with a new mold plate after the mold plate has worn out.
  • connection between the mold plate and the insert should not necessarily be released for regular maintenance work. It is possible to loosen the swivel connection if this is necessary.
  • a Be arranged connecting element between the insert and the back This can be an axis that is mounted in the back.
  • the connecting element can also be a hinge which is connected to the insert and the mold plate on the back.
  • the connecting element ensures that the insert can be shifted from an open position to a closed position by means of a guided movement. This also avoids positioning problems. In addition, it can be immediately determined visually if an insert is missing in a cooling channel. The assembly safety is significantly greater.
  • the contour of the insert is adapted to the conditions on the cooling side of the mold plate.
  • it In its basic form in particular, it is essentially configured in a rectangular manner. It can also have an opening for a projection arranged in the cooling channel, with this projection reaching into the opening when the insert is in the closed position.
  • Such a breakthrough can be a special storage point, such as a mounting base.
  • the mold plate can be connected directly to a support plate via the mounting base.
  • the attachment points of the mold plate are located between adjacent inserts. Fastening points that follow one another in the direction of casting can be connected to one another via webs. The sequence of attachment points and webs separate the individual cooling channels from one another. The webs between the attachment points are also the lateral limits for the inserts. Each insert is preferably located between two such webs.
  • the webs can be narrower than the attachment points. Therefore, the insert can be contoured in its longitudinal course, so that there is a constant gap width to the webs or the attachment points. Due to the preferably multiple attachment points, the insert can have an indentation for each attachment point on its long side.
  • a water inlet and a water outlet are preferably located adjacently at a lower end and upper end of the insert, respectively.
  • the figure shows a perspective representation of a mold plate 1, partially in section.
  • the rear side 3 of the mold plate 1 is shown, with only a portion of the mold plate 1 being shown from this rear side 3 .
  • the mold plate 1 has a casting side 2, which is opposite the back 3.
  • the pouring side 2 is contoured in the area shown, namely provided with a concave indentation.
  • the back 3 is attached to a support plate, not shown.
  • the back 3 of the mold plate 1 is cooled.
  • the cooling channels 4, 5 extend in the casting direction, ie in the plane of the drawing from top to bottom.
  • the two middle cooling channels 4, 5 are open.
  • two inserts 6, 7 can be seen. These two inserts 6, 7 can be pivoted about a pivot axis S.
  • the pivot axis S of the two inserts 6, 7 is perpendicular to the longitudinal direction L of the cooling channels 4, 5. This means that the inserts 6, 7 can be pivoted downwards from a closed position into the open position shown. Gravity keeps the two inserts 6, 7 in the open position.
  • the two inserts 6, 7 can be used independently be shifted from each other back into the closed position by being pivoted upwards in the image plane. You are then in the respective cooling channel 4, 5.
  • three other inserts 8, 9, 10 are shown, which are in the closed position. Their backs are flush with the back 3 of the mold plate 1 . They can also be pivoted about the pivot axis S at the lower end of the mold plate 1.
  • inserts 6-10 are locked.
  • the locking means 11 are screwed to the mold plate 1.
  • an insert 6-10 cannot move from the closed position into the open position by itself.
  • the mold plate 1 When the mold plate 1 is in use, the mold plate 1 is supported overall on a support plate not shown in detail.
  • the locking means 11 are therefore not used to absorb the forces of the coolant acting on the inserts 6-10, but only to hold the inserts 6-10 in the closed position.
  • the cooling channels 4, 5 are configured differently.
  • the projection 12 fits into an opening 13 of the insert 7.
  • the further insert 9 is configured differently in the closed position than the adjacent insert 10 or the insert 8 at the other end of the mold plate 1.
  • the respective inserts 6-10 are adapted to the local cooling requirements in the respective cooling channel 4, 5. They can be swiveled into the respective cooling channels 4, 5 with a precise fit.
  • the inserts 6-10 have indentations 15 on their long sides 14; in the closed position, these indentations 15 are located adjacent to fastening points 16, via which the mold plate 1 is connected in the installed position to the support plate, not shown in detail.
  • a plurality of attachment points 16 follow one another in rows spaced apart from one another in the casting direction. Between two adjacent attachment points 16 are webs 17 which extend to the back 3 of the mold plate 1. The inserts 6-10 rest with small edge projections 26 on depressions 25 in the webs 17 of the mold plates 1, so that they cannot fall inwards and reduce/close the cooling gap.
  • cooling water can flow into the respective cooling channel 4 , 5 via a water inlet 18 and can flow out again via a water outlet 19 .
  • the cooling water flows over a cooling surface 20 of the mold plate 1, the cooling surface 20 of the pouring side 2 being opposite.
  • the cooling surface 20 is opposite an inner side 21 of the respective insert 6-10.
  • the inner sides 21 are provided with a plurality of grooves 22 running parallel to one another and spaced apart from one another.
  • the grooves 22 are intended to receive webs 23 which protrude from the cooling surface 20 and point in the direction of the rear side 3 . Cooling gaps are located between adjacent webs 23 and delimited by the cooling surface 20 or the inside 21 .
  • the inserts 6-10 are connected to the mold plate via an axis, not shown in any more detail, as a connecting element. Inserts 6-10 are held captive. Nevertheless, the inserts 6-10 are interchangeable and can be detached from the mold plate 1, especially when the mold plate 1 is worn and the inserts 6-10 allow further use with a new mold plate.
  • the mold plates according to the invention are, in particular, thin-walled mold plates which consist of a copper material and can absorb heat loads of 3-7 MW/m 2 and in particular approx. 5 MW/m 2 in nominal operation.
  • the deposits caused by the cooling water should not exceed a thickness of 0.01 mm, with deposits with a thickness of up to 0.5 mm being possible.
  • the mold plate should be freed from even thicker deposits.
  • the mold plate is removed from the continuous casting mold. After exposing the Back 3, the locking means 11 are released and the individual inserts 6-10 are pivoted from the closed position to the open position in order to service and clean them. After cleaning, the inserts 6-10 can be pivoted back into the closed position. The locking means 11 are mounted and the mold plate is ready for the next use.
  • connecting means 24 which are screwed to the mold plate 1 in the area of the pivot axis S can be released.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kokillenplatte mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine Kokille für den Strangguss, wie z.B. Dünnbrammen-Stranggießanlagen besitzt wassergekühlte Kokillenplatten. Die Kokillenplatten bestehen aus besonders leitfähigen Kupferlegierungen. Beim Stranggießen treten erhebliche thermische Belastungen innerhalb der Kokillenplatten auf. Innerhalb weniger Zehntelsekunden erwärmt sich das Kühlwasser so stark, dass nur durch hohen Wasserdruck bereichsweise ein Kochen des Kühlwassers verhindert werden kann. Durch das warme Kühlwasser und die große Wassermenge lagern sich Kalk und andere im Kühlwasser gelöste Bestandteile an der zu kühlenden Wand der Kokillenplatte ab. Diese Ablagerungen haben eine isolierende Wirkung und beeinflussen die Wärmeabfuhr aus der Kokillenplatte negativ. Schon bei dünnen Ablagerungen kann sich die Temperatur der Kokillenplatte in dem betroffenen Bereich erhöhen, was zur Erweichung des Kupferwerkstoffes führen kann. Durch regelmäßige Kontrollen und Reinigungszyklen können die Ablagerungen gering gehalten werden bzw. bei Bedarf entfernt werden. Die Reinigungszyklen gehen mit einer Demontage der Kokillenplatte einher, damit die Kühlfläche der Kokillenplatte überhaupt erreicht werden kann.
  • Bei Kokillenplatten mit Kühlbohrungen müssen zur Reinigung die Stopfen, mit denen die Bohrungen verschlossen sind, entfernt werden. Die freigelegten Bohrungen werden mit Säure gespült. Danach müssen alle Stopfen wieder montiert werden und es muss die Kokillenplatte auf Dichtigkeit geprüft werden. Bei Kokillenplatten mit rückwärtig offenen Kühlkanälen sind oftmals Einlegeteile vorhanden, um den lokalen Querschnitt des Kühlkanals zu reduzieren. Diese Einlegeteile müssen zur Reinigung einzeln abgeschraubt und entfernt werden. Dies ist nicht nur mit einem großen Zeitaufwand verbunden. Es besteht auch die Gefahr, dass beim Zusammenbau Teile vergessen oder vertauscht werden. Dies kann im Gießprozess zur Zerstörung der Kokillenplatte führen.
  • Die DE 10 2016 124 801 B3 offenbart eine Kokillenplatte, welche zur Befestigung mehrere Befestigungspunkte an ihrer Rückseite aufweist. Die Kokillenplatte besitzt rückseitige Einsätze, die in Kühlkanälen angeordnet sind. Die Einsätze sind auf Stegen abgestützt und erstrecken sich bis zur Höhe der Rückseite. Durch die Einsätze wird die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb von angrenzenden Kühlschlitzen signifikant erhöht. Die Einsätze sind über Schraubverbindungen und teilweise über Klammern an der Rückseite gehalten.
  • Die DE 198 42 674 A1 offenbart eine Kokillenwand einer Stranggießkokille. Eine Kokilleninnenplatte besitzt auf ihrer dem Wasserkasten zugewandten Seite Stege mit dazwischen verlaufenden Nuten, in denen Füllstücke angeordnet sind. Um die Kokillenplatte am Wasserkasten zu befestigen, ist vorgesehen, dass die Nuten Hinterschneidungen aufweisen, dass die Füllstücke Verbindungselemente aufweisen, dass die Füllstücke lösbar in die Hinterschneidungen eingreifen und dass die Schraubverbindungen zwischen den Füllstücken und dem Wasserkasten angeordnet sind.
  • Die EP 1 757 385 A2 offenbart eine Kokillenbreitseite einer Trichterkokille mit mindestens einem nutenförmigen Kühlkanal in der Rückseite der Breitseite. Neben dem Kühlkanal sind auf der Rückseite der Kokillenbreitseite Aussparungen vorgesehen und Füllstücke zum zumindest teilweisen Verschließen der Aussparungen. Die Aussparungen sind in ihrer Ausdehnung in Längsrichtung des Kühlkanals auf einen Teilabschnitt des Kühlkanals beschränkt. Sie weisen in dieser Richtung einen rechteckförmigen und/oder keilförmigen Querschnitt auf. Dadurch soll die Tiefe des Kühlkanals in der Kokillenbreitseite im Bereich der durchkreuzenden Aussparungen stufenförmig und/oder linear verändert werden und mit entsprechenden Füllstücken angefüllt werden.
  • Die DE 102 37 472 A1 offenbart eine flüssigkeitsgekühlte Kokille zum Stranggießen von Metallen, bei welchen die Kokillenplatten mittels Befestigungsbolzen mit einer Adapterplatte oder einem Wasserkasten verbunden sind. Die Befestigungsbolzen sind an aus der Kühlmittelseite der Kokillenplatte inselartig hervorstehenden Plateausockeln befestigt, welche zumindest teilweise in einen zwischen der Kokillenplatte oder Adapterplatte bzw. dem Wasserkasten ausgebildeten Kühlmittelspalt ragen und eine an die Strömungsrichtung des Kühlmittels angepasste stromlinienförmige Gestalt besitzen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kokillenplatte aufzuzeigen, welche auf ihrer Rückseite zur Rückseite offene Kühlkanäle mit Einsätzen besitzt, wobei die Wartungsarbeiten im Bereich der Einsätze erleichtert sind.
  • Diese Aufgabe ist bei einer Kokillenplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Kokillenplatte besitzt eine Gießseite und eine der Gießseite abgewandte Rückseite. In der Rückseite befindet sich wenigstens ein zur Rückseite offener Kühlkanal. In dem Kühlkanal ist ein Einsatz angeordnet, um den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals zu verringern und um die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers zu erhöhen. Der Strömungsquerschnitt wird nicht komplett blockiert, sondern soweit reduziert, dass eine Einströmöffnung und eine Ausströmöffnung benachbart der Einsätze frei bleiben und ferner soweit, dass zwischen der Einströmöffnung und der Ausströmöffnung der gewünschte Kühlspalt zu Durchströmung mit Kühlwasser zur Verfügung steht.
  • Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einsatz schwenkbeweglich an der Kokillenplatte befestigt ist.
  • Eine schwenkbewegliche Befestigung des wenigstens einen Einsatzes hat den Vorteil, dass der Einsatz zur Inspektion, Wartung und Reinigung aufgeklappt werden kann. Das ermöglicht einerseits einen ungehinderten Zugang zur Kühlseite der Kokillenplatte. Gleichzeitig wird durch das Aufklappen der Einsätze die Innenseite der Einsätze sichtbar und zugänglich und kann ebenfalls einfach gereinigt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die schwenkbeweglichen Einsätze grundsätzlich an der Kokillenplatte verbleiben. Sie können nicht verloren gehen. Das ist ein wesentlicher Sicherheitsgewinn, da Montagefehler beim Zusammenbau der Kokillenplatte ausgeschlossen werden.
  • Die erfindungsgemäße Kokillenplatte besitzt vorzugsweise mehrere Kühlkanäle dementsprechend auch mehrere Einsätze. Die Kokillenplatte, beispielsweise zum Dünnbrammen-Stranggießen, ist in der Einbaulage aufgrund der Schwerkraft der Schmelze im Wesentlichen senkrecht angeordnet. Die Kühlkanäle verlaufen bevorzugt parallel zur Gießrichtung, d. h. vom oberen Ende der Kokillenplatte zum unteren Ende der Kokillenplatte. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Schwenkachse des Einsatzes senkrecht zur Längsrichtung des wenigstens einen Kühlkanals steht. Dadurch kann der Einsatz in Längsrichtung in den Kühlkanal eingeschwenkt werden. Das vereinfacht die Handhabung. Da die Kühlkanäle in der Regel wesentlich länger als breit sind, kann die Schwenkachse dadurch kürzer ausfallen.
  • Insbesondere befindet sich die Schwenkachse an einem unteren Ende der Kokillenplatte. Durch eine insbesondere horizontale Schwenkachse am unteren Ende kann der Einsatz von einer Schließstellung in eine Offenstellung nach unten geklappt werden. Die Schwerkraft hält den Einsatz selbsttätig in der Offenstellung. Es ist nicht erforderlich, den Einsatz abzustützen, wie es bei einer oberseitigen Schwenkachse erforderlich wäre oder bei einer anders orientierten Schwenkachse. Zu Reinigungszwecken befindet sich die Kokillenplatte mit den Einsätzen vor dem Monteur wie ein offenes Buch, dessen Seiten bzw. Einsätze nach unten geklappt sind. Die Einsätze sind vorzugsweise soweit verschwenkbar, dass sie über 90° hinaus von der Schließstellung in die Offenstellung verschwenkbar sind. Dadurch können die Einsätze auch dann in der Offenstellung gehalten werden, wenn die Kokille beispielsweise horizontal abgelegt wird.
  • Vorzugsweise sind bei mehreren Kühlkanälen auch mehrere schwenkbare Einsätze vorgesehen. Die Schwenkachsen aller Einsätze befinden sich vorzugsweise in einer gemeinsamen Achse und insbesondere am unteren Ende der Kokillenplatte.
  • An der Rückseite sind vorzugsweise Verriegelungsmittel angeordnet, damit die Einsätze in der Schließstellung gehalten sind, wenn die Kokillenplatte wieder im Wasserkasten montiert ist. Diese Verriegelungsmittel können angeschraubt sein. Es kann sich beispielsweise um einen Querriegel handeln, der einen Befestigungsabschnitt zum Befestigen mit der Kokillenplatte und einen Riegelvorsprung aufweist, der eine Rückseite des Einsatzes in der Schließstellung übergreift. Ein solches Verriegelungsmittel kann auch mehrere Verriegelungsvorsprünge aufweisen und dabei gleichzeitig mehrere einander benachbarte Einsätze in der Schließstellung arretieren. Vorzugsweise befindet sich zwischen zwei benachbarten Einsätzen jeweils ein Verriegelungsmittel. Jedem Einsatz sind vorzugsweise zwei Verriegelungsmittel zugeordnet, eines linksseitig und eines rechtsseitig. Diese Verriegelungsmittel befinden sich möglichst im großen Abstand von der Schwenkachse, sodass die Verriegelungsmittel keine großen Kräfte aufnehmen müssen, um den jeweiligen Einsatz in der Schließstellung zu halten.
  • Der Einsatz besitzt eine Innenseite, die in der Schließstellung der Kokillenplatte zugewandt ist. Diese Innenseite liegt einer Kühlfläche des Kühlkanals gegenüber. Die Kühlfläche ist die gegenüberliegende Fläche der Gießseite der Kokillenplatte. Zwischen der Kühlfläche und der Innenfläche wird durch den Einsatz ein Kühlspalt ausgebildet. Der Einsatz kann mit seiner Innenseite teilweise mit der Kühlfläche in Kontakt stehen. Der Kontakt kann einerseits durch Vorsprünge an dem Einsatz gebildet werden oder andererseits auch durch Vorsprünge an der Kühlfläche. Da die Kontaktbereiche dazu vorgesehen sind, Barrieren für das Kühlwasser zu schaffen, sodass voneinander getrennte Kühlspalte entstehen, dienen die Kontaktbereiche gewissermaßen als Dichtung. Stege auf der Kühlseite der Kokillenplatte können die Steifigkeit der Kokillenplatte erhöhen. Daher können auch Nut- und Federkonstellationen im Kontaktbereich entstehen. Hierzu kann der Einsatz an seiner Innenseite Nuten aufweisen, in welche in der Schließlage Stege der Kokillenplatte fassen, sodass zwischen den benachbarten Stegen der gewünschte Kühlspalt zwischen dem Einsatz und der Kokillenplatte entsteht. Jeder Einsatz kann mehrere Kontaktbereiche bzw. mehrere Nuten oder in der Umkehrung auch mehrere Stege aufweisen, die in diesem Fall in Nuten der Kokillenplatte fassen.
  • Die Unterteilung des Einsatzes in mehrere Kühlspalte, die von einem einzelnen Einsatz gebildet werden, ermöglicht es, die Anzahl der schwenkbeweglich gelagerten Einsätze zu reduzieren. Beispielsweise kann ein einzelner Einsatz drei Nuten aufweisen, sodass benachbart der drei Nuten bzw. Stege der Kokillenplatte vier Kühlkanäle ausgebildet werden.
  • Der Einsatz kann aufgrund seiner Größe auch als Einlegeblock bezeichnet werden und überspannt gleichzeitig mehrere Kühlspalte innerhalb eines einzigen Kühlkanals. Ein solcher Einlegeblock erfordert nur eine einzige schwenkbare Verbindung. Der komplette Einlegeblock ist insbesondere lösbar mit der Rückseite gekoppelt. Dadurch ist der Einsatz austauschbar. Er kann nach dem Verschleiß der Kokillenplatte bei einer neuen Kokillenplatte wiederverwendet werden.
  • Die Verbindung zwischen der Kokillenplatte und dem Einsatz soll für reguläre Wartungsarbeiten nicht notwendigerweise gelöst werden. Ein Lösen der Schwenkverbindung ist möglich, falls dies erforderlich ist. Hierzu kann ein Verbindungselement zwischen dem Einsatz und der Rückseite angeordnet sein. Es kann sich hierbei um eine Achse handeln, die in der Rückseite gelagert ist. Das Verbindungselement kann auch ein Scharnier sein, das mit dem Einsatz und der Kokillenplatte rückseitig verbunden ist. Das Verbindungselement stellt sicher, dass durch eine geführte Bewegung der Einsatz von einer Offenstellung in eine Schließstellung verlagert werden kann. Dadurch werden gleichzeitig Positionierungsprobleme vermieden. Zudem ist rein visuell unmittelbar feststellbar, wenn ein Einsatz in einem Kühlkanal fehlt. Die Montagesicherheit ist wesentlich größer.
  • Der Einsatz ist in seiner Kontur an die Gegebenheiten auf der Kühlseite der Kokillenplatte angepasst. Er ist insbesondere in seiner Grundform im Wesentlichen rechteckig konfiguriert. Er kann zudem einen Durchbruch für einen im Kühlkanal angeordneten Vorsprung aufweisen, wobei dieser Vorsprung in der Schließstellung des Einsatzes in den Durchbruch fasst. Ein solcher Durchbruch kann ein besonderer Lagerungspunkt sein, wie beispielsweise ein Befestigungssockel. Über den Befestigungssockel kann die Kokillenplatte unmittelbar mit einer Stützplatte verbunden werden.
  • Die Befestigungspunkte der Kokillenplatte befinden sich zwischen benachbarten Einsätzen. Befestigungspunkte, die in Gießrichtung aufeinander folgen, können über Stege miteinander verbunden sein. Die Abfolge von Befestigungspunkten und Stegen trennen die einzelnen Kühlkanäle voneinander. Die Stege zwischen den Befestigungspunkten sind gleichzeitig die seitlichen Begrenzungen für die Einsätze. Bevorzugt befindet sich jeder Einsatz zwischen zwei derartigen Stegen.
  • Die Stege können grundsätzlich schmaler sein als die Befestigungspunkte. Daher kann der Einsatz in seinem längsseitigen Verlauf konturiert sein, sodass sich eine konstante Spaltbreite zu den Stegen bzw. den Befestigungspunkten ergibt. Aufgrund der vorzugsweise mehreren Befestigungspunkte kann der Einsatz auf seiner Längsseite eine Einbuchtung für jeden Befestigungspunkt aufweisen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Kokillenplatte befinden sich ein Wassereinlass und ein Wasserauslass vorzugsweise benachbart an einem unteren Ende bzw. oberen Ende des Einsatzes.
  • Mit der Erfindung ist eine erheblich erleichterte Wartung einer Kokillenplatte möglich. Der einzige Bereich, der durch die Verbindung zwischen dem Einsatz und der Kokillenplatte unter Umständen weniger gut zugänglich ist, ist der Bereich unterhalb des Scharniers. Diese geringe Fläche ist in Anbetracht der Größe der Kokillenplatten jedoch vernachlässigbar. Die Vorteile der verbesserten Zugänglichkeit überwiegen bei weitem. Die Reinigungs- und Montagearbeiten können wesentlich schneller durchgeführt werden und die Kokillenplatte kann früher wieder in Betrieb genommen werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Die Figur zeigt eine perspektivische Darstellung einer Kokillenplatte 1 teilweise im Schnitt. Die Rückseite 3 der Kokillenplatte 1 ist dargestellt, wobei von dieser Rückseite 3 auch nur ein Teilbereich der Kokillenplatte 1 gezeigt ist. Die Kokillenplatte 1 besitzt eine Gießseite 2, die der Rückseite 3 gegenüberliegt. Die Gießseite 2 ist im dargestellten Bereich konturiert und zwar mit einer konkaven Einbuchtung versehen. Die Rückseite 3 wird an einer nicht näher dargestellten Stützplatte befestigt.
  • Die Rückseite 3 der Kokillenplatte 1 wird gekühlt. Hierzu befinden sich Kühlkanäle 4, 5 in der Rückseite 3. Die Kühlkanäle 4,5 erstrecken sich in Gießrichtung, d. h. in der Bildebene von oben nach unten. Die beiden mittleren Kühlkanäle 4, 5 sind geöffnet. Im unteren Bereich der Figur 1 sind zwei Einsätze 6, 7 zu erkennen. Diese beiden Einsätze 6, 7 sind um eine Schwenkachse S schwenkbar. Die Schwenkachse S der beiden Einsätze 6, 7 steht senkrecht zur Längsrichtung L der Kühlkanäle 4, 5. D. h., dass die Einsätze 6, 7 von einer Schließstellung in die dargestellte Offenstellung nach unten verschwenkt werden können. Die Schwerkraft hält die beiden Einsätze 6, 7 in der Offenstellung. Die beiden Einsätze 6, 7 können unabhängig voneinander wieder in die Schließstellung verlagert werden, indem sie in der Bildebene nach oben geschwenkt werden. Sie befinden sich dann in dem jeweiligen Kühlkanal 4, 5. In der Darstellung der Figur 1 sind drei weitere Einsätze 8, 9, 10 dargestellt, die sich in der Schließstellung befinden. Sie schließen mit ihren Rückseiten bündig mit der Rückseite 3 der Kokillenplatte 1 ab. Sie sind ebenfalls um die Schwenkachse S am unteren Ende der Kokillenplatte 1 schwenkbar. In der Schließstellung sind die Einsätze 6-10 verriegelt. Hierzu befinden sich im oberen Fünftel der Kokillenplatte 1 Verriegelungsmittel 11, die jeweils zwei einander benachbarte Einsätze 9, 10 halten. Die Verriegelungsmittel 11 sind mit der Kokillenplatte 1 verschraubt. Dadurch kann ein Einsatz 6-10 von der Schließstellung nicht von alleine in die Offenstellung gelangen.
  • Wenn die Kokillenplatte 1 im Einsatz ist, stützt sich die Kokillenplatte 1 insgesamt an einer nicht näher dargestellten Stützplatte ab. Die Verriegelungsmittel 11 dienen daher nicht dazu, die auf die Einsätze 6-10 wirkenden Kräfte der Kühlflüssigkeit aufzunehmen sondern lediglich dazu, die Einsätze 6-10 in der Schließstellung zu halten.
  • Die Kühlkanäle 4, 5 sind unterschiedlich konfiguriert. Beispielsweise befindet sich in dem Kühlkanal 5 im unteren Bereich ein Vorsprung 12. Der Vorsprung 12 fasst in der Schließstellung des Einsatzes 7 in einen Durchbruch 13 des Einsatzes 7. Ferner ist zu erkennen, dass der weitere Einsatz 9 in der Schließstellung anders konfiguriert ist als der benachbarte Einsatz 10 bzw. der Einsatz 8 am anderen Ende der Kokillenplatte 1. Die jeweiligen Einsätze 6-10 sind auf die lokalen Kühlanforderungen in dem jeweiligen Kühlkanal 4, 5 angepasst. Sie sind passgenau in die jeweiligen Kühlkanäle 4, 5 einschwenkbar. Hierzu besitzen die Einsätze 6-10 an ihren Längsseiten 14 Einbuchtungen 15, diese Einbuchtungen 15 befinden sich in der Schließstellung benachbart von Befestigungspunkten 16, über welche die Kokillenplatte 1 in der Einbaulage mit der nicht näher dargestellten Stützplatte verbunden wird. Mehrere Befestigungspunkte 16 folgen in zueinander beabstandeten Reihen in Gießrichtung aufeinander. Zwischen zwei benachbarten Befestigungspunkten 16 befinden sich Stege 17, die sich bis zur Rückseite 3 der Kokillenplatte 1 erstrecken. Die Einsätze 6-10 liegen mit kleinen, randseitigen Vorsprüngen 26 auf Vertiefungen 25 in den Stegen 17 der Kokillenplatten 1 auf, damit sie nicht nach innen fallen und den Kühlspalt verkleinern/verschließen können.
  • Während des Betriebes kann Kühlwasser über einen Wassereinlass 18 in den jeweiligen Kühlkanal 4, 5 einströmen und über einen Wasserauslass 19 wieder ausströmen. Dabei strömt das Kühlwasser über eine Kühlfläche 20 der Kokillenplatte 1, wobei die Kühlfläche 20 der Gießseite 2 gegenüber liegt. In der Schließstellung liegt der Kühlfläche 20 eine Innenseite 21 des jeweiligen Einsatzes 6-10 gegenüber. Die Innenseiten 21 sind bei diesem Ausführungsbeispiel mit mehreren parallel zueinander verlaufenden und im Abstand zueinander verlaufenden Nuten 22 versehen. Die Nuten 22 sind dafür vorgesehen, Stege 23 aufzunehmen, die an der Kühlfläche 20 vorstehen und in Richtung zur Rückseite 3 weisen. Zwischen einander benachbarten Stegen 23 und begrenzt von der Kühlfläche 20 bzw. der Innenseite 21 befinden sich jeweils Kühlspalte. Mehrere dieser Kühlspalte verlaufen parallel zueinander, wobei innerhalb der Kühlspalte eine hohe Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Einsätze 6-10 über eine nicht näher dargestellte Achse als Verbindungselement mit der Kokillenplatte verbunden. Die Einsätze 6-10 sind unverlierbar gehalten. Dennoch sind die Einsätze 6-10 austauschbar und können von der Kokillenplatte 1 gelöst werden, insbesondere wenn die Kokillenplatte 1 verschlissen ist und die Einsätze 6-10 eine weitere Verwendung bei einer neuen Kokillenplatte ermöglichen.
  • Die erfindungsgemäßen Kokillenplatten sind insbesondere dünnwandige Kokillenplatten, die aus einem Kupferwerkstoff bestehen und Wärmebelastungen von 3-7 MW/m2 und insbesondere ca. 5 MW/m2 im Nennbetrieb aufnehmen können. Die durch das Kühlwasser entstehenden Ablagerungen sollen eine Dicke von 0,01 mm nicht überschreiten, wobei Ablagerungen mit einer Dicke bis 0,5 mm möglich sind. Von noch dickeren Ablagerungen sollte die Kokillenplatte befreit werden. Hierzu wird die Kokillenplatte aus der Stranggusskokille entfernt. Nach dem Freilegen der Rückseite 3 werden die Verriegelungsmittel 11 gelöst und die einzelnen Einsätze 6-10 von der Schließstellung in die Offenstellung verschwenkt, um sie zu warten und zu reinigen. Nach der Reinigung können die Einsätze 6-10 wieder in die Schließstellung verschwenkt werden. Die Verriegelungsmittel 11 werden montiert und die Kokillenplatte ist bereit für den nächsten Einsatz.
  • Für den Fall, dass die Einsätze 6-10 komplett entfernt werden müssen, können Verbindungsmittel 24 gelöst werden, die mit der Kokillenplatte 1 im Bereich der Schwenkachse S verschraubt sind.
    • Bezuqszeichen:
    • 1 -
    Kokillenplatte
    2 -
    Gießseite von 1
    3 -
    Rückseite von 1
    4 -
    Kühlkanal in 3
    5 -
    Kühlkanal in 3
    6 -
    Einsatz
    7 -
    Einsatz
    8 -
    Einsatz
    9 -
    Einsatz
    10-
    Einsatz
    11 -
    Verriegelungsmittel
    12 -
    Vorsprung
    13 -
    Durchbruch
    14 -
    Längsseite von 6-10
    15 -
    Einbuchtung in 14
    16 -
    Befestigungspunkt von 1
    17 -
    Steg zwischen 16 und 16
    18 -
    Wassereinlass
    19 -
    Wasserauslass
    20 -
    Kühlfläche von 1
    21 -
    Innenseite von 6-10
    22 -
    Nut in 6, 7
    23 -
    Steg an 20
    24 -
    Verbindungsmittel
    25 -
    Vertiefung in 17
    26 -
    Vorsprung an 6-10
    L -
    Längsachse von 4, 5
    S -
    Schwenkachse

Claims (14)

  1. Kokillenplatte mit einer Gießseite (2) und einer der Gießseite (2) abgewandten Rückseite (3), wobei in der Rückseite (3) wenigstens ein zur Rückseite (3) offener Kühlkanal (4, 5) angeordnet ist und wobei in dem Kühlkanal (4, 5) ein Einsatz (6-10) angeordnet ist, um den Strömungsquerschnitt des Kühlkanals (4, 5) zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (6-10) schwenkbeweglich an der Kokillenplatte (1) befestigt ist, sodass der Einsatz (6-10) von einer Schließstellung in eine Offenstellung verschwenkbar ist.
  2. Kokillenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkachse (1) des Einsatzes (6-10) senkrecht zur Längsrichtung (L) des Kühlkanals (4, 5) steht.
  3. Kokillenplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkachse (S) an einem unteren Ende der Kokillenplatte (1) angeordnet ist, so dass der Einsatz (6-10) von einer Schließstellung in eine Offenstellung nach unten klappbar ist.
  4. Kokillenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite (3) Verriegelungsmittel (11) angeordnet sind, welche den Einsatz (6-10) in der Schließstellung halten.
  5. Kokillenplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines einzigen Verriegelungsmittels (11) gleichzeitig mehrere benachbarte Einsätze (6-10) in der Schließstellung arretierbar sind.
  6. Kokillenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (6-10) mit seiner Innenseite (21) in der Schließstellung teilweise mit einer der Gießseite (2) abgewandten Kühlfläche (20) des Kühlkanals (4, 5) in Kontakt steht, so dass zwischen der Kühlfläche (20) und der Innenseite (21) wenigstens ein Kühlspalt ausgebildet ist.
  7. Kokillenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (6-10) an seiner Innenseite (21) wenigstens eine Nut (22) aufweist, in welche in der Schließstellung ein Steg (23) der Kokillenplatte (2) fasst, so dass zwischen benachbarten Stegen (23) ein Kühlspalt zwischen dem Einsatz (6-10) und der Kokillenplatte (1) entsteht.
  8. Kokillenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (6-10) lösbar mit der Kokillenplatte (1) verbunden ist.
  9. Kokillenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (24) zwischen dem Einsatz (6-10) und der Kokillenplatte (1) angeordnet ist.
  10. Kokillenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (24) eine Achse ist, die in der Kokillenplatte (1) gelagert ist.
  11. Kokillenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungelement (24) ein Scharnier ist, das mit dem Einsatz (6-10) und der Kokillenplatte (1) verbunden ist.
  12. Kokillenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbare Einsatz (6-10) wenigstens einen Durchbruch (13) für einen im Kühlkanal (4, 5) angeordneten Vorsprung (12) aufweist, welcher in der Schließstellung des Einsatzes (6-10) in den Durchbruch (13) fasst.
  13. Kokillenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungspunkte (16) der Kokillenplatte (1) zwischen benachbarten Einsätzen (6-10) angeordnet sind.
  14. Kokillenplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einsatz (6-10) auf seiner Längsseite (14) wenigstens eine Einbuchtung (15) aufweist.
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