SE461507C - Saett foer framstaellning av en kokill foer straenggjutningsanlaeggningar samt kokill framstaelld paa detta saett - Google Patents

Description

461 50-7 10 15 20 25 30 35 2 också tvärsnittet av den gjutna strängen ändrar sig.

För uppnáende av on fullgod sträng och för undvikande av fruktade genombrott är det emellertid ett oefter- givligt krav att den efter stränggjutningskokillen följande strängstyrningen är exakt anpassad till tvär- snittet av formrummet resp strängen.

För undvikande av kantsprickor är det vidare nödvändigt att formrummets kantpartier är avrundade.

Särskilt vid plattkokiller för gjutning av strängar med större tvärsnitt, t ex grovplàtsämnen, inarbetas därför avrundningarna i plattorna. Vid förslitnings- tecken pà plattorna, t ex en längsplatta hos en grov- plátskokill, mäste följaktligen såväl plattorna som rundningen efterbearbetas. Såsom ovan beskrivits får man därigenom tvångsmässigt ett större tvärsnitt hos den efter hopmonteringen av stränggjutningskokillen gjutna strängen, och den utpekade nackdelen uppträder.

En efterjustering av kokillmâttet nödvändiggör à andra sidan en viss kokillpark, beroende pá efterjusteringens krav pà tid. om ingen produktionsminskning kan accep- tcras.

För att övervinna dessa svårigheter har man redan föreslagit (DE-PS 1 939 777) att i hörnen mellan vägg- plattorna (längs- och tvärplattor) för kokillen anord- na övergángsstycken av ett annat material än vad ko- killplattorna består av. Därvid är dessa övergångs- stycken i det kända utförandet fästa i en urtagning i någon av de båda plattorna, varvid deras anliggnings- yta i denna plattas längdriktning är smalare än tjock- leken av den angränsande andra väggplattan. Dessa kända utföringsformer uppfyller dock icke de ställda fordringarna på de idag använda stränggjutningskokiller- na, beroende på den högre kapacítetsförmågan hos sträng- gjutningsanläggningen.

Detta gäller för de s k fasta kokillerna med utifrån oföränderligt tvärsnitt av formrummet, men speciellt för de som varierbara kokiller kända ut- 10 15 20 25 30 35 461 507 3 förandena, vid vilka man under gjutningen ändrar sträng- tvärsnittet genom förskjutning av smalsidoplattorna eller tvärplattorna. Här uppträder nämligen genom nötning på beröringsytorna mellan längsplattorna och smalsidokanterna en starkare förslitning, exempelvis genom frätning av en slitfàra, som till följd av skapa- de oregelbundna spalter gör den utsatta kokillen obruk- bar pá kort tid eller kräver en mekanisk efterbear- betning.

För undvikande av den kraftiga nötningen och därigenom för reducering av förslitningen har man redan försökt att förse kopparlängsplattorna med skikt av hàllfastare material, såsom nickel, krom, molybden och andra och_att smörja de icke skiktöverdragna tvär- plattorna med högvärmebeständigt fett på berörings- kanterna, eventuellt via extra smörjspär. Nackdelarna med denna lösning är de höga kostnaderna som uppstår genom den extra skiktöverdragningen, och vidare att genom det mekaniska inflytandet av gjutsträngen skiktet slits ut på kort tid. Också försök att överdra den relativt lilla ytan av smalsidokanterna (tvärplattans kanter) med ett gentemot kopparmaterialet i kokill- plattorna hàrdare material. exempelvis genom galvanisk eller kemisk förnickling av denna yta eller genom páförande av hárdmetaller genom flam- eller plasma- sprutning, har varit ofruktbara. Häftförmàgan av sådana skikt på de smala vtorna räcker icke till; de frigöres relativt snabbt och odefinierat under varieringsopera- tionen. Förutom kostnader för reparering och överdrag- ning på nytt uppstår ofta mycket höga kostnader till följd av genombrott, som framkallas genom plötsliga, odefinierade spaltuppkomster.

Oberoende av kokilltypen, fast- eller varierbar kokill, finns ett ytterligare högförslitningsomráde vid kokillens utträdesände. Här medför den starka friktionen mellan den på ovanytan redan stelnade gjut- strängen och kokillväggen ett allt för tidigt slut 461 507 10 15 20 25 30 35 4 på kokillens användbarhet. Ett känt förslag (DE-PS 31 42 196) att i detta riskområde galvaniskt avsätta, påspruta eller anbringa genom explosionsplätering ett förslitningsskyddsskikt med gentemot den återstående kokillytan större väggtjocklek, har av de framlagda skälen hittills icke kunnat göra sig framgångsrikt.

Problem genom ökad förslitning får man också i resp under badspegelomràdet. I detta sammanhang har man redan (DE-OS 19 57 332) åtminstone i det bad- spegelomràdet omfattande delen av kokíllväggarna, som begränsar formrummet, anordnat insatser av annat material än plattmaterialet. Den för införande av dessa insatser föreslagna varmvalsningen eller -plåte- ringen, höghastighetsdeformeringen eller explosione- pläteringen är ganska kostnadskrävande.

Utgående fràn denna teknikens ståndpunkt har uppfinningen till ändamål att finna en möjlighet att undvika spaltbildningar i kokillformrummet, med den kända följden för gjutsträngen, och att genom ökning av korrosions- samt förslitningshållfastheten på de formrummet begränsande väggplattorna nedbringa stille- stándstiden för kokillerna.

Dessa ändamål vid framställningen av kokiller av den inledningsvis beskrivna typen uppnås enligt uppfinningen därigenom, att formstyckena fästes pà och/eller i väggplattorna genom elektronstrálsvetsning.

Denna typ av fastgöring garanterar att de delar som skall förbindas metallurgiskt icke förskjutes vid svetsningen och att endast en ytterst smal svetszon släpper. Den màttnoggranna formen samt måtten på de kokillinnerytor som bildar formrummet påverkas lika lite negativt av svetsförloppet som den genom en kall- hárdnande skapade hårdheten hos väggplattorna. Därutöver tillåter det metallurgiska förbandet av formstycken och kokillväggarna icke nâgra sprickbildningar.

Speciella fördelar får man vid utveckling av uppfinningstanken dà, om formstyckena insvetsas i 10 15 20 25 30 35 461 507 5 väggplattornas kantomràden sàsom lister av ett slitfast material, medelst elektronstràle. Detta gäller väsent- ligen området vid utträdesänden av kokillen och det omrâde, där tvär- och längsplattorna verkar mot varand- ra tryckbelastade. Detta ytmässigt snävt begränsade område kunde man hittills icke kunnat utrusta med förslitningsförhindrande medel på spaltfritt och var- aktigt sätt. Först genom uppfinningen uppnås, att man vid fasta kokiller icke får någon spaltbildning mellan längs- och tvärplattor till följd av krypning eller krympning av det under yttre tryck stående platt- paret, föranledd av anpressningstrycket och termiska spänningar vid gjutning, samt till följd av mekaniska skador. Ä Om enligt en utveckling av uppfinningstanken listerna är insvetsade i tvärplattornas kantomràden medelst elektronstràle, får man en utföringsform som är särskilt lämpad för användning vid varierbara ko- killer. Man undviker den förslitning som annars upp- träder vid förskjutning av smalsidoplattorna till följd av kraftig nötning vid beröringsytorna för längs- och tvärplattor.

En annan fördelaktig utformning av uppfinningen erhålles om oberoende av kantomràdena formstyckena infogas som slitfasta insatser i de ytor av de form- rummet begränsande väggplattorna som är vända mot gjutsträngen och dessa formstycken insvetsas medelst elektronstrále. Detta kan exempelvis vara badspegel- området men kan också vara, i motsvarighet till den ovan nämnda kokillutformningen (DE-PS 31 42 196) omrâdet under badspegeln. I detta fall kan insatserna sträcka sig också från badspegelomràdet i genomloppsriktningen, varvid insatserna utformas kil- eller delkilformiga med i genomloppsríktningen för strängen mot varandra löpande begränsningsytor.

För insatserna i badspegelomràdet och därunder kan det för stabilisering av kylförhällandena också 461 501 10 15 20 30 35 6 vara en fördel om man vid materialvalet jämte s1itfast~ heten också beaktar värmeledningsförmågan. Här fås jämte ökning av slitfastheten möjlighet till enkel styrning av värmegenomgângen i kokillområdet.

Jämte materialval spelar också insatsens yttre form en avgörande roll, så att genom den yttre formen t ex värmegenomgángen, utgående från badspegelomràdct, ökas eller minskas med pågående avkylning av den gjutna strängen.

Som slitfasta material, användbara enligt uppfin- ningen, kommer alla svetsbara material ifråga. Bland de företrädesvis insättbara materialen nämns exempelvis molybden, koppar-beryllium-legeringar, men också högfast stål. Som basismaterial för de slitfasta formstyckena har dock också s k superlegeringar på nickelbasis visat sig lämpade, såsom flermateriallegeringar i systemet Co, W, Ti och Al. Sådana legeringar är kända under handelsnamnen Ni - Mo - Fe med tillsatser som Cr, Inconel, Hastelloy eller Nimonic. För genomförande av uppfinningen har dock också superfasta material på järnbasis med tillsatser som Cr, Ni, Mo och A1 samt tempcraturbeständiga gjutmaterial på järn-, nickel- eller koboltbasis visat sig lämpade. Alla dessa "härd- metaller“ kan bindas vid godtyckliga låg- eller höglege- rade kopparlegeringar genom elektronstrálsvetsning.

Utföringsexempel på uppfinningen beskrivs nu närmare under hänvisning till bifogade fig l - 7, där 2, en kokill och fig 4 och 5 kokillhörn i sektion. fig l, 6 och 7 visar kokillväggplattor, fig 3 visar Fig 1 visar väggplattan 1 hos en plattkokill för stàlstränggjutning, bestående av en kalldeformerad koppar-legering. Genomloppsriktningen för gjutsträngen utpekas medelst en pil. För att skydda kokillplattornas, längs- eller tvärplattornas, för förslitning särskilt utsatta kantområden, för att undvika sprickor och för att åstadkomma invändningsfria gjutprodukter, är kantområdena 2 och 3 av plattan l t ex urfrästa LD 10 15 20 25 30 35 461 507 7 och är i de skapade urtagningarna insatta lister 4 och 5 av en hárdmetall. För att dessa lister skall fast- hållas på resp i väggplattan 1 på säkert och spaltfritt sätt även vid uppträdande mekaniska påfrestningar under driften, är de fastgjorda medelst en elektronstrâlsvets.

De ifrågavarande svetsarna 6 och 7 är snävt avgränsade i rummet, den förhållandevis kortvariga värmningen i snävt avgränsat rum utesluter uppmjukning också av vággplattans l angränsande områden.

Pig 2 visar väggplattan 8 som längs- eller tvär- platta, som i avdragningsriktningen för gjutsträngen är på den utgàngssidiga änden försedd med en list 9 av slitfast material. lnbyggnaden av denna list sker i motsvarighet till utföringsexemplet enligt fig 1, varvid svetsarna som åstadkommes genom elektronstràl- svetsningen har hänvisningsbeteckningarna 10 och ll.

I fig 3 visas schematiskt en s k plattkokill, som bestàr av längsplattorna 12 och tvärplattorna 13, vilka, såsom antydes med pilar, medelst en yttre icke visad stálram tryckes mot varandra och fasthàlles i detta hopspända tillstànd. För undvikande av spalt- bildningar i de med 14 betecknade hörnomrâdena är de slitfasta listerna 15, beskrivna ovan, varaktigt in- fogade i tvärplattorna 13 med hjälp av elektronstràl- svetsning, och listerna bildar med tvärplattorna en enhet.

Insvetsningen av slitfasta lister enligt uppfin- ningen i kantomràdet har framförallt fördelar vid de s k varierbara kokillerna, vid vilka gjutrummet genom förskjutning av tvärplattorna gentemot längsplat- torna kan ändras. En sådan utföringsform visas i större skala i fig 4. Tvärplattan 17 är i pilriktningen fram och tillbaka förskjutbart anordnad på längsplattan 16.

Med tryckbelastning verkar denna tvärplatta mot längs- plattan l6 icke själv i kantområdet, utan via listen 18 av ett slitfast material. Genom elektronstrálsvets- ning längs svetsarna 19 in i figurplanet fås en spalt- 461 503 10 15 20 25 30 8 fri fasthàllning av listerna 18 i tvärplattans 17 kan- ter, så att listen 18 och plattan 17 bildar en enhet.

Avvikande från detta visar fig 5 en s k fast ko- kill med oföränderligt gjutrumstvärsnitt, vid vilken t ex de slitfasta listerna 20 är infogade i en urtag- ning i längsplattan 21 genom elektronstrâlsvetsning.

Mot denna, genom den metallurgiska inbindningen i väggplattan varaktigt och spaltfritt fästa list 20 verkar tryckbelastad tvärplattan 22.

Fig 6 och 7 visar sådana utföringsformer av upp- finningen, vid vilka i badspegelomrádet och i strängens genomloppsriktning därunder är anordnade insatser av ett slitfast material. I fig 6 uppvisar väggplattan, längs- eller tvärplattan, 23 hos en kokill en i tvär- snitt rektangulär insats 24, som för ernâende av en god värmeövergàng mellan kopparplattan och insatsens 24 bakre del är infogad genom kallvalsning, pressning eller hydrostatisk pressning. Även när av speciella skäl insättningen av insatsen 24 sker genom explosions- deformering, för optimering av värmeövergángen på in- satsens trycksida, har det i alla dessa fall vid upp- finningens genomförande visat sig ge fördelaktiga resultat om man för undvikando av spaltbildningar till följd av olika värmeexpansioner hos de till va- randra gränsande materialen förbinder insatsens "rand" metalliskt genom elektronstràlsvetsning med kopparmate- rialet.

I motsats till utföringsformen i fig 6 finns enligt fig 7 i kokillplattan 25 en kilformad insats 26, vars kilformighet motiveras av att den samtidigt sörjer för, på enkelt sätt, en styrning av värmegenom- gängen genom kokillplattan. Även här säkerställer elektronstràlsvetsningen ett säkert, spaltfritt för- band.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 461 507 PATENTKRAV

1. Sätt för framställning av en kokill för sträng- gjutningsanläggningar, med som formstycken utformade slitfasta skikt i området för väggplattorna av koppar- material vilka fasthålles i en ram hopspända och bildar formrummet, varvid formstyckena är anbragta på dessa väggplattor och/eller inpassade i dessa, k ä n n e - t e c k n a t därav, att formstyckena fästes i form av lister av ett slitfast material i/på väggplattornas kantområden genom elektronstrålsvetsning.

2. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att listerna insvetsas medelst elektron- strålar i kantområdena av de mot varandra anliggande längs- och tvärplattorna som tillhör väggplattorna som bildar kokillens formrum.

3. Sätt enligt kravet 2, k ä n n e t e c k - n a t därav, att listerna insvetsas i tvärplattornas kantområde.

4. Sätt enligt något av kraven 1 - 3, k ä n - n e t e c k n a t därav, att formstyckena insvetsas i form av lister medelst elektronstràlar i de vid kokillens utträdesände befintliga kanterna av väggplat- torna som avgränsar formrummet.

5. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att formstyckena infogas i form av slit- fasta insatser och insvetsas medelst elektronstràlar i de mot gjutsträngen vända ytorna av väggplattorna som avgränsar formrummet.

6. Sätt enligt kravet 5, k ä n n e t e c k - n a t därav, att insatserna insvetsas medelst elektron- stràlar i det område av väggplattorna som omfattar badspegeln.

7. Sätt enligt kravet 6, k ä n n e t e c k - n a t därav, att insatserna är utformade kil- eller delkilformigt, med i strängens genomloppsriktning mot varandra löpande begränsningsytor. 461 507 10 15 20 25 30 35 10

8. Sätt enligt något av kraven 1 - 7, k ä n - n e t e c k n a t därav, att de för formstyckena avsedda områdena på och/eller i väggplattorna utformas på spångivande sätt, att formstyckena inpassas och att de inpassade formstyckena i och/eller på vägg- plattorna därpå metallurgiskt förbindes med väggplat- torna genom elektronstrålsvetsning.

9. Sätt enligt något av kraven l - 8, k ä n - n e t e c k n a t därav, att som basmaterial för de slitfasta formstyckena används molybden.

10. Sätt enligt något av kraven 1 - 8, k ä n - n e t e c k n a t därav, att som basmaterial för de slitfasta formstyckena används koppar-beryl1ium- -legeringar.

11. ll. Sätt enligt något av kraven 1 - 8, k ä n - n e t e c k n a t därav, att som basmaterial för de slitfasta formstyckena används högfast stål.

12. Sätt enligt något av kraven l - 8, k ä n - n e t e c k n a t därav, att som basmaterial för de slitfasta formstyckena används s k superlegeringar på nickel-bas.

13. Sätt enligt något av kraven 1 - 8, k ä n - n e t e c k n a t därav, att som basmaterial för de slitfasta formstyckena används superfasta material på järnbas.

14. Sätt enligt något av kraven 1 - 8, k ä n - n e t e c k n a t därav, att som material för de slitfasta formstyckena används temperaturbeständiga gjutmaterial på järn-, nickel- eller kobolt-bas.

15. På sättet enligt något av kraven 1 - 14 framställd kokill för stränggjutningsanläggningar, med som formstycken utformade slitfasta skikt i om- rådet för väggplattorna av kopparmaterial vilka fast- hålles i en ram hopspända och bildar formrummet, varvid formstyckena är anbragta på dessa väggplattor och/eller inpassade i dessa, k ä n n e t e c k n a t därav, att formstyckena utgöres av lister (4, 5; 9; 15; 18; 461 507 11 20; 24; 26) som är fästa på/i kantomràdet (2, 3), sär- skilt vid kokillutträdesänden, genom elektronstrål- svetsning.

16. Varierbar kokill enligt kravet 15, k ä n - n e t e c k n a d därav, att listerna (15) av slitfast material är infästa i kantområdet (14) av tvärplattorna (13) genom elektronstrålsvetsning.