WO1997026099A1 - Schwingvorrichtung für stranggiesskokille - Google Patents

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WO1997026099A1
WO1997026099A1 PCT/EP1997/000049 EP9700049W WO9726099A1 WO 1997026099 A1 WO1997026099 A1 WO 1997026099A1 EP 9700049 W EP9700049 W EP 9700049W WO 9726099 A1 WO9726099 A1 WO 9726099A1
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WO
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continuous casting
mold
support cage
support
cage
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Application number
PCT/EP1997/000049
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English (en)
French (fr)
Inventor
Emile Lonardi
Hubert Stomp
Rudy Petry
Norbert Kaell
André Kremer
Radomir Andonov
Original Assignee
Paul Wurth S.A.
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Filing date
Publication date
Application filed by Paul Wurth S.A. filed Critical Paul Wurth S.A.
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Priority to DK97902164T priority patent/DK0876230T3/da
Priority to DE59700687T priority patent/DE59700687D1/de
Priority to EP97902164A priority patent/EP0876230B1/de
Priority to US09/091,721 priority patent/US6167940B1/en
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/053Means for oscillating the moulds

Definitions

  • Vibrating device for continuous casting mold is a Vibrating device for continuous casting mold.
  • the invention relates to a vibrating device for a continuous casting mold, in particular for the continuous casting of steel.
  • the molds When continuously casting steel strands, the molds are oscillated in the casting direction in order to prevent the strand from sticking to the cooled inner walls of the pouring tube.
  • These vibrations of the mold can, for example, have a frequency of a few Hertz and an amplitude of more than 10 mm, the vibrating mass making up several tons.
  • the oscillation of the mold therefore requires a very high level of performance. From this it follows that it is desirable to keep the vibrating mass as small as possible.
  • a classic vibrating device comprises a lifting table on which the continuous casting mold is arranged as a unit. These lift tables have a relatively large mass and also require a lot of space below the mold, where this space is not always available.
  • the international patent application WO 95/03904 describes a mold which has a fixed housing to which a pouring tube is connected via two elastically deformable, annular sealing membranes in such a way that it can vibrate in the housing along the pouring axis.
  • the annular sealing membranes seal an annular pressure chamber for a cooling liquid around the pouring tube.
  • the pouring tube At its upper end, the pouring tube comprises lateral bearing journals with which it is suspended in a rocker arm. The latter is rotatably mounted in the housing about a horizontal axis.
  • a lever arm is sealed out of the pressure chamber and connected to a lifting cylinder that generates the vibrations.
  • a disadvantage of this mold is that the replacement of the pouring tube is relatively complex since the ring-shaped sealing membranes first have to be dismantled.
  • the international patent application WO 95/05910 describes a compact vibrating device which has an annular lifting cylinder has, in which a mold, ' consisting of a pouring tube and a cooler, can be axially suspended.
  • the cooling box of the mold is connected to a cooling water circuit via flexible pipe connections.
  • the mold can be installed and removed relatively easily from this oscillating device, but the oscillating device is relatively complex in construction due to the annular lifting cylinder, in particular for molds with a large cross section.
  • the object of the present application is to create a compact and simple oscillating device in which the continuous casting mold can be installed and removed relatively easily. This object is achieved by a vibrating device according to claim 1.
  • An oscillation device comprises a support structure, an oscillation lever which has a fork-shaped first lever arm and a second opposite lever arm, this oscillation lever being mounted in the support structure such that it can be pivoted about an axis by means of first rotary joints, a stroke generator which is connected to a second lever arm of the oscillation lever, and a support cage for hanging a continuous casting coke, which support cage is connected to the fork-shaped first lever arm of the rocking lever via second swivel joints.
  • the continuous casting mold therefore only needs to be hung in the support cage attached to the rocker arm and is therefore particularly easy to install and remove.
  • the rocker arm with support cage is a simple construction that can be adapted to molds with a large cross-section with reasonable effort and takes up little or no space below the mold.
  • the weight of the continuous casting mold can be largely compensated for by a counterweight on the second lever arm of the rocking lever, so that the stroke generator does not have to work against the total weight of the continuous casting mold and can therefore be designed to be relatively small.
  • the oscillating device advantageously comprises at least one guide member which is connected to the support structure via a first swivel joint and to the support cage via a second swivel joint. If the support cage with the inserted continuous casting mold is to oscillate along a circular arc-shaped center line of a casting strand which is curved in the form of an arc, the axes of the Swivel joints are perpendicular to a plane in which the circular arc-shaped center line is contained, in which plane a first straight line intersects the axes of the swivel joints between the rocker arm and support cage and rocker arm and support structure, and a second straight line the axes of the swivel joints between the guide member and support cage and guide member and Carrier structure intersects, and these axes are in such a way that the first straight line and the second straight line intersect approximately in the center of curvature of the circular arc-shaped center line of the casting strand. If the support cage should always remain parallel to itself when swinging, the
  • the rocker arm and / or the guide members each have at least one channel for a cooling liquid, which opens via a first swivel connection, in one of the first swivel joints, into a pipe socket that is fixed relative to the support structure, and the via a second swivel joint, in one of the second swivel joints, opens into a pipe socket that is fixed relative to the support cage.
  • a flow or return line of an external cooling circuit can be rigidly connected to the pipe socket, which is fixed relative to the supporting structure.
  • a supply or return line of an inner cooling circuit of a continuous casting mold can be rigidly connected to the pipe socket which is fixed relative to the support cage.
  • the support cage advantageously comprises a lower and upper U-shaped frame which are advantageously rigidly connected to one another.
  • the continuous casting mold can be inserted laterally, the lower and the upper U-shaped frame each being closable by a crossbar.
  • the support cage advantageously comprises lateral pressure means for centering the continuous casting mold in the casting axis without play.
  • the invention also relates to a continuous casting device with a vibrating device as described above.
  • a continuous casting device has, for example, a continuous casting mold with at least one upper collector, which is designed as a support to match the upper U-shaped frame.
  • the continuous casting mold can be designed as a tubular mold or can be composed of molded plates. If the continuous casting mold is composed of shaped plates, the support cage improves its mechanical stability.
  • the aforementioned mold plates each advantageously have a box-shaped upper and lower collector, which are arranged such that when the continuous casting mold is mounted in the support cage, the upper collector of the mold plate rests on the upper U-shaped frame, and the lower collector the lower U-shaped frame reaches under.
  • the lower and upper collectors advantageously each have at least one cooling liquid connection and are connected to one another by cooling channels in the molding plate. In order to ensure a uniform flow against these cooling channels, the lower and upper collectors each have a cross-sectional constriction between the cooling liquid connection and the mouths of the cooling channels.
  • a continuous casting mold comprises a plurality of coolant supply or return connections, it advantageously surrounds at least one supply or return ring line.
  • These ring lines are connected via at least one, essentially rigid pipe connection to at least one of the pipe sockets which are fixed relative to the support cage, and are connected via spur lines to the flow or return connections of the continuous casting mold.
  • FIG. 1 a perspective view of a vibrating device according to the invention with an expanded continuous casting mold and an open support cage;
  • Figure 2 is a schematic representation of the vibrating device as a gear
  • 3 shows a longitudinal section through a continuous casting mold in the support cage of a vibrating device according to the invention, the continuous casting mold being connected to a cooling circuit via rocker arms and guide members;
  • FIG. 4 a cross section through a continuous casting mold similar to that in FIG. 3, the rocker arm and its swivel joints also being partially cut;
  • FIG. 5 shows a plan view of the continuous casting apparatus of FIG. 3.
  • the oscillation device in FIG. 1 essentially consists of a support structure 10 (shown in dashed lines), an oscillation lever 12, a stroke generator 14, two guide members 16 'and 16 "and a support cage 18 for a continuous casting mold 20 (shown here in the removed state).
  • the support structure 10 consists of a cylindrical housing 22 and a mounting plate 24.
  • the rocking lever 12 is fastened in the housing by means of two swivel joints 26 ', 26 "in such a way that it can swing about a substantially horizontal axis 28. It comprises one first, fork-shaped lever arm 30, and a second, opposite, one-piece lever arm 32.
  • the stroke generator 14, which is advantageously designed as a hydraulic lifting cylinder, is connected in an articulated manner to the second lever arm 32.
  • This lifting cylinder 14 is also articulated with a housing flange 34 is connected and supported by the latter on the support structure 10.
  • the two guide members 16 ', 16 are likewise fastened in the housing by means of two swivel joints 26', 26" in such a way that they are both about an essentially horizontal axis 38 can swing.
  • the support cage 18 is connected to the rocker arm 12 via pivot joints 40 ', 40 "(only the pivot joint 40" is visible in FIG. 1) such that
  • Rocker arm 12 and support cage 18 about an axis 42 relative to each other are rotatable.
  • the support cage 18 is also connected via pivot joints 44 ', 44 "(only the pivot joint 44" is visible in FIG. 1) to the guide members 16', 16 "in such a way that the guide members 16 ', 16" and the support cage 18 are relative about an axis 46 are rotatable to each other.
  • the vibrating device is shown in a highly simplified manner as a gear, the aforementioned axes of rotation 28, 38, 42 and 46 are all perpendicular to the plane of Figure 2 and are therefore shown as points.
  • the supporting structure 10, which surrounds the supporting cage as the outer housing is indicated as fixed points 10 ', 10 "and 10'".
  • the individual movable members of the transmission are the rocker arm 12, with its two arms 30 and 32, the guide members 16 ', 16 ", and the support cage 18.
  • the reference number 19 shows a counterweight. Such a counterweight can be on the second lever arm 32 are attached in order to compensate for the moment of weight of the support cage 18 with inserted mold 20 acting on the lever 30.
  • the drive of the transmission is shown as a lifting cylinder 14.
  • G1 denotes a straight line which is defined by points 28, 42
  • G2 is a straight line which is defined by points 38, 42.
  • the radius of such an arc-shaped casting strand is for example about 10 m.
  • the support cage 18 swings, in the case of small Schwingu ngs amplitudes (in the order of magnitude of about 10 mm), in a first approximation tangential to the circular arc 50.
  • the inclination of the support cage 18 relative to the vertical changes like the inclination of the tangent to the circular arc 50.
  • the lines G1 and G2 parallel to each other, the vibrating support cage 18 would always remain parallel to itself, that is, remain vertical in the embodiment shown.
  • the support cage essentially comprises an upper U-frame 50 and a lower U-frame 52. Both U-frames are rigidly connected to one another via vertical profiles 54.
  • the continuous casting mold 20 serves as a support for a collar-shaped support 60 of the continuous casting mold le 20.
  • the continuous casting mold 20 is inserted laterally into the support cage 18.
  • the lower U-frame 52 is advantageously gripped by a collar-shaped lower border 62 of the continuous casting mold 20.
  • the two U-frames 50 and 52 are closed by crossbeams 50 ', 52'.
  • Pressing means, for example screws 56, are advantageously arranged on all four sides of the support cage 18 in such a way that they are supported on the one hand on the support cage and on the other hand on the continuous casting mold 20 in order to enable play-free centering of the continuous casting mold 20 in the supporting cage 18.
  • the continuous casting mold 18 can be designed as a tubular or plate mold for casting a wide variety of products, such as billets, pre-profiles (beam blanks), slabs, thin slabs, etc.
  • a particularly advantageous embodiment of a plate mold for the oscillating device is shown in the figures.
  • This plate mold is composed of four shaped plates 64 which form a pouring channel with an essentially rectangular or square cross section.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through two of these shaped plates 64.
  • Such a molding plate 64 each includes an upper and lower box-shaped collector 66 and 68, which are designed such that they form the upper collar-shaped support 60 or the lower collar-shaped border 62 of the continuous casting mold 20 in the assembled mold.
  • Each of the collectors 66 and 68 has a connection 66 'or 68' for a coolant line.
  • the coolant flows, for example, through the connection 68 ′ into the lower collector 68.
  • the latter pass through the body 72 of the molding plate 64, which can be made of pure copper or a copper alloy, for example, before they open into the upper collector 66 via a cross-sectional constriction 66" .
  • the cooling channels 70 are arranged in the body 72 of the mold plate 64 in such a way that a perfect cooling of the surface 74 of the mold plate 64 in the pouring channel is ensured.
  • the cooling channels 70 ' are, for example, as Bores or cast channels in the body 72 of the molding plate 64 are performed.
  • the cooling channels 70 are advantageously milled into the body 72 and closed with a welded-on plate 71
  • the milled cooling channels 70 lie at a constant distance behind the curved cooling surface.
  • a gap-shaped cooling space can also be arranged behind the cooling surface, which is then advantageously divided into cooling channels by ribs.
  • the mold plate like a sandwich, is advantageously composed of two halves.
  • the continuous casting mold suspended in the support cage could of course, as is known, be supplied with a cooling liquid via flexible lines. 4 and 5, however, a far more advantageous solution for supplying the continuous casting mold with a cooling liquid in an oscillating device according to the invention is described.
  • the continuous casting mold is supplied with a cooling liquid via the four swivel joints 26 ', 26 ", 40', 40" and the two arms 30 ', 30 "of the rocker arm 12.
  • the swivel joint 26' comprises one cylindrical support pin 100, which is fixed in a rotationally fixed manner to the support structure 10 and has an axial blind bore 102.
  • the support pin 100 is inserted into a bearing bore 104 of the rocker arm 12.
  • the axial blind bore 102 forms a radial opening 106. Opposite the opening 106 forms a Channel 110 in arm 30 'of rocker arm 12 also has an orifice 112. Both orifices 106 and 112 are designed such that when the rocker arm 12 rotates around the support pin 100, they always overlap sufficiently to ensure that the cooling medium passes over smoothly -Rings 108 or other sealing means, the radial play of the trunnion 100 in the bearing bore 104 is axial
  • the hinge 40 is constructed similarly.
  • a cylindrical support pin 120 which has an axial blind bore 122, is connected in a rotationally fixed manner to the support cage 18.
  • This support pin 120 is in a bearing bore 124 of the arm 30 ' of the rocker arm 12 introduced.
  • blind bores 122 are connected to the channel 110 in the arm 30 'of the rocker arm 12 via openings which overlap in the bearing bore 124.
  • the coolant can now be introduced into the axial bore 102 via a pipe socket (schematically indicated by arrow 103) which is fixedly connected to the fixed bearing journal 102. From here it can pass into the channel 110, pass through this channel 110 into the swivel joint 40 ', pass into the blind bore 122 of the pivot 120 here and flow through the blind hole 122 into a pipe connection 130' which is firmly connected to the pivot 102 .
  • This pipe connection 130 ' which can be oscillated with the support cage 18 opens into a ring line 132 which is connected by stub lines 134 (see FIG. 5) to the individual connections 68' of the lower collector 68 of the continuous casting mold.
  • the second arm 30 "of the rocker arm 12, with the swivel joints 26" and 40 " can then, as shown in FIG. 4, be designed as a connection of the upper collector 66 of the continuous casting mold to a fixed return line for the cooling liquid (indicated schematically by arrow 105)
  • a second ring line 136 is connected via branch lines 134 (see FIG. 5) to the individual connections 66 'of the upper collector 66 of the continuous casting mold 20.
  • a rigid pipe connection 130 "rigidly connects this second ring line 136" to the pivot pin of the swivel joint 40 "on (the second ring line 136 can thus also be oscillated with the mold 20.
  • the coolant passes from the swivel joint 40" into the second lever arm 30 "and passes via this into the swivel joint 26", where it enters the fixed return line 105.
  • both arms 30 'and 30 "of the rocker arm 12 can also be used for the supply of the cooling liquid.
  • the rocker arm 12 is advantageously connected to the lower end of the support cage 18, and the guide members 16 ', 16 "are advantageously connected to the upper end of the support cage 18
  • the guide members 16 ', 16 " can then advantageously be folded up out of the support structure 10, so that the toroidal coil of the electromagnetic stirrer can simply be inserted from above, without the rocker arm 12, the guide members 16', 16" or the support cage 18 to dismantle.

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Abstract

Es wird eine Schwingvorrichtung für eine Stranggießkokille vorgestellt mit einer Tragstruktur (10), einem Schwinghebel (12), der einen gabelförmigen ersten Hebelarm (30) sowie einen zweiten gegenüberliegenden Hebelarm (32) aufweist, wobei dieser Schwinghebel (12) mittels ersten Drehgelenken (26', 26'') um eine Achse (28) schwingbar in der Tragstruktur gelagert ist, und einem Huberzeuger (14), der mit dem zweiten Hebelarm (32) des Schwinghebels (12) verbunden ist. Die Schwingvorrichtung umfaßt erfindungsgemäß einen Tragkäfig (18) zum Einhängen einer Stranggießkokille (20), wobei dieser Tragkäfig (18) über zweite Drehgelenke (40', 40'') mit dem gabelförmigen ersten Hebelarm (30) des Schwinghebels (12) verbunden ist.

Description

Schwingvorrichtung für Stranggießkokille.
Die Erfindung betrifft eine Schwingvorrichtung für eine Stranggießkokille, insbesondere für das Stranggießen von Stahl.
Beim Stranggießen von Stahlsträngen werden die Kokillen in Gießrichtung oszilliert, um ein Festkleben des Stranges an den gekühlten Innenwänden des Gießrohrs zu verhindern. Diese Schwingungen der Kokille können zum Beispiel eine Frequenz von einigen Hertz und eine Amplitude von über 10 mm haben, wobei die schwingende Masse mehrere Tonnen ausmacht. Das Oszillieren der Kokille erfordert demnach einen sehr hohen Leistungsaufwand. Hieraus ergibt sich, daß es wünschenswert ist, die schwingende Masse möglichst klein zu halten.
Eine klassische Schwingvorrichtung umfaßt einen Hubtisch auf dem die Stranggießkokille als Einheit angeordnet ist. Diese Hubtische haben eine relativ große Masse und bedürfen zudem recht viel Platz unterhalb der Kokille, wo dieser Platz nicht immer zur Verfügung steht.
In der internationalen Patentanmeldung WO 95/03904 wird eine Kokille beschrieben, welche ein feststehendes Gehäuse aufweist mit dem ein Gießrohr über zwei elastisch verformbare, ringförmige Dichtmembranen derart verbun¬ den ist, daß es in dem Gehäuse entlang der Gießachse schwingen kann. Die ringförmigen Dichtmembranen dichten hierbei um das Gießrohr eine ringförmi¬ ge Druckkammer für eine Kühlflüssigkeit ab. Das Gießrohr umfaßt an seinem oberen Ende seitliche Lagerzapfen mit denen es in ein Schwinghebel einge¬ hängt ist. Letzterer ist um eine horizontale Achse im Gehäuse drehbar gelagert. Ein Hebelarm ist abgedichtet aus der Druckkammer herausgeführt und mit einem Hubzylinder verbunden der die Schwingungen erzeugt. Bei dieser Kokille ist die Masse der zu oszillierenden Teile und damit der Leistungsaufwand stark reduziert. Ein Nachteil dieser Kokille ist, daß das Auswechseln des Gießrohrs relativ aufwendig ist, da die ringförmigen Dichtmembranen erst demontiert werden müssen. In der internationalen Patentanmeldung WO 95/05910 wird eine kompakte Schwingvorrichtung beschrieben, welche einen ringförmigen Hubzylinder aufweist, in den eine Kokille,' bestehend aus einem Gießrohr und einem Kühlkasten, axial einhängbar ist. Der Kühlkasten der Kokille ist über flexible Rohrverbindungen mit einem Kühlwasserkreislauf verbunden. Aus dieser Schwingvorrichtung ist die Kokille zwar relativ einfach ein- und ausbaubar, die Schwingvorrichtung ist durch den ringförmigen Hubzylinder jedoch relativ konstruktionsaufwendig, insbesondere für Kokillen mit großem Querschnitt.
Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte und einfache Schwingvorrichtung zu schaffen, in welche die Stranggießkokille relativ leicht ein- und ausbaubar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Schwingvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Eine erfindungsgemäße Schwingvorrichtung umfaßt eine Tragstruktur, einen Schwinghebel der einen gabelförmigen ersten Hebelarm sowie einen zweiten gegenüberliegenden Hebelarm aufweist, wobei dieser Schwinghebel mittels ersten Drehgelenken um eine Achse schwingbar in der Tragstruktur gelagert ist, einen Huberzeuger der mit einem zweiten Hebelarm des Schwinghebels verbunden ist, sowie einen Tragkäfig zum Einhängen einer Stranggießkokilie, wobei dieser Tragkäfig über zweite Drehgelenke mit dem gabelförmigen ersten Hebelarm des Schwinghebels verbunden ist. Die Stranggießkokille braucht also nur in den am Schwinghebel befestigten Tragkäfig eingehängt zu werden und ist deshalb besonders einfach ein- und ausbaubar. Der Schwinghebel mit Tragkäfig ist eine einfache Konstruktion, die mit vertretbarem Aufwand auch an Kokillen mit großem Querschnitt anpaßbar ist und wenig oder gar keinen Platz unterhalb der Kokille einnimmt. Über ein Gegengewicht am zweiten Hebelarm des Schwinghebels läßt sich das Gewicht der Stranggießkokille weitgehend ausgleichen, so daß der Huberzeuger nicht gegen das Gesamtgev/icht der Stranggießkokille arbeiten muß und daher relativ klein ausgelegt werden kann.
Die Schwingvorrichtung umfaßt vorteilhaft mindestens ein Führungsglied das über ein erstes Drehgelenk mit der Tragstruktur und über ein zweites Drehge¬ lenk mit dem Tragkäfig verbunden ist. Soll der Tragkäfig mit eingesetzter Stranggießkokille entlang einer kreisbogenförmigen Mittellinie eines kreisbo¬ genförmig gekrümmten Gießstrangs schwingen, so müssen die Achsen der Drehgelenke senkrecht zu einer Ebene stehen in der die kreisbogenförmige Mittellinie enthalten ist, wobei in dieser Ebene eine erste Gerade die Achsen der Drehgelenke zwischen Schwinghebel und Tragkäfig und Schwinghebel und Tragstruktur schneidet, und eine zweite Gerade die Achsen der Drehgelenke zwischen Führungsglied und Tragkäfig und Führungsglied und Tragstruktur schneidet, und wobei diese Achsen derart zueinander stehen, daß die erste Gerade und die zweite Gerade sich ungefähr im Krümmungszentrum der kreisbogenförmigen Mittellinie des Gießstrang schneiden. Soll der Tragkäfig beim Schwingen stets parallel zu sich selbst bleiben, so müssen die Achsen der Drehgelenke derart zueinander stehen, daß die vordefinierten erste und zweite Gerade parallel zueinander sind.
In den bekannten Schwingvorrichtungen wurden für die Versorgung der schwingenden Stranggießkokille mit einer Kühlflüssigkeit flexible Schlauchver¬ bindungen oder relativ lange Rohrkompensatoren benutzt. Nun sind flexible Schlauchverbindungen oder Rohrkompensatoren im Bereich der Stranggie߬ vorrichtung nicht unproblematisch. Durch die hohen Temperaturen und durch Metalispritzer sind sie stets der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt. Weiterhin benötigen sie recht viel Platz und vertragen die Schwingbeanspru¬ chungen nur schlecht. Um flexible Schlauchverbindungen und Rohrkompensa- toren zu ersetzen, weisen der Schwinghebel und/oder die Führungsglieder je mindestens einen Kanal für eine Kühlflüssigkeit auf, der über eine erste Drehgelenkverbindung, in einem der ersten Drehgelenke, in einen relativ zur Tragstruktur feststehenden Rohrstutzen mündet, und der über eine zweite Drehgelenkverbindung, in einem der zweiten Drehgelenke, in einen relativ zum Tragkäfig feststehenden Rohrstutzen mündet. An den relativ zur Tragstruktur feststehenden Rohrstutzen kann eine Vorlauf- bzw. Rückiaufleitung eines äußeren Kühlkreises starr angeschlossen werden. An den relativ zum Tragkäfig feststehenden Rohrstutzen kann dagegen eine Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung eines inneren Kühlkreises einer Stranggießkokille starr angeschlossen werden. Der Tragkäfig umfaßt vorteilhaft einen unteren und oberen U-förmigen Rahmen die vorteilhaft starr miteinander verbunden sind. In diesen starren Tragkäfig ist die Stranggießkokille seitlich einsetzbar, wobei der untere und der obere U- förmige Rahmen jeweils durch einen Querbalken verschließbar ist.
Der Tragkäfig umfaßt vorteilhaft seitliche Anpreßmittel zum spielfreien Zentrie¬ ren der Stranggießkokille in der Gießachse. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Stranggießvorrichtung mit einer Schwing¬ vorrichtung wie vorbeschrieben. Eine solche Stranggießvorrichtung weist zum Beispiel eine Stranggießkokille mit mindestens einem oberen Kollektor auf, der als Aufleger passend zum oberen U-förmigen Rahmen ausgebildet ist.
Die Stranggießkokille kann als Rohrkokille ausgebildet sein oder aus Formplat- ten zusammengesetzt sein. Ist die Stranggießkokille aus Formplatten zusam¬ mengesetzt, so verbessert der Tragkäfig ihre mechanische Stabilität.
Die vorerwähnten Formplatten weisen jeweils vorteilhaft einen kastenförmigen oberen und unteren Kollektor auf, welche derart angeordnet sind, daß bei im Tragkäfig montierter Stranggießkokille, der obere Kollektor der Formplatte auf dem oberen U-förmigen Rahmen aufliegt, und der untere Kollektor den unteren U-förmigen Rahmen untergreift. Der untere und obere Kollektor weisen vorteil¬ haft jeweils mindestens einen Kühlflüssigkeitsanschluß auf und sie sind durch Kühlkanäle in der Formplatte miteinander verbunden. Um ein gleichmäßiges Anströmen dieser Kühlkanäle zu gewährleisten, weisen der untere und obere Kollektor jeweils zwischen Kühlflüssigkeitsanschluß und Einmündungen der Kühlkanäle eine Querschnittsverengung auf.
Umfaßt eine Stranggießkokille mehrere Kühlflüssigkeits-Vorlauf-, bzw. Rück¬ laufanschlüsse, so umgibt sie vorteilhaft mindestens eine Vorlauf-, bzw. Rücklauf-Ringleitung. Diese Ringleitungen sind über mindestens eine, im wesentlichen starre Rohrverbindung an mindestens einen der relativ zum Tragkäfig feststehenden Rohrstutzen angeschlossen, und über Stichleitungen mit den Vorlauf-, bzw. Rücklaufanschlüssen der Stranggießkokille verbunden.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen: Figur 1 : eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schwingvor¬ richtung mit einer ausgebauten Stranggießkokille und geöffnetem Tragkäfig;
Figur 2: eine schematische Darstellung der Schwingvorrichtung als Getriebe; Figur 3: einen Längsschnitt durch eine Stranggießkokille im Tragkäfig einer erfindungsgemäßen Schwingvorrichtung, wobei die Stranggießkokille über Schwinghebel und Führungsglieder an einen Kühlkreis ange¬ schlossen ist;
Figur 4: einen Querschnitt durch eine Stranggießkokille ähnlich wie in Figur 3, wobei der Schwinghebel und seine Drehgelenke ebenfalls teilweise geschnitten sind;
Figur 5: eine Draufsicht auf die Stranggießvorrichtung der Figur 3.
Die Schwingvorrichtung in Figur 1 besteht im wesentlichen aus einer Tragstruktur 10 (gestrichelt gezeichnet), einem Schwinghebel 12, einem Huberzeuger 14, zwei Führungsgliedern 16' und 16" und einem Tragkäfig 18 für eine Stranggießkokille 20 (hier im ausgebauten Zustand gezeigt).
Die Tragstruktur 10 besteht in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus einem zylindrischen Gehäuse 22 und einer Montageplatte 24. Der Schwinghebel 12 ist mittels zwei Drehgelenken 26', 26" im Gehäuse derart befestigt, daß er um eine im wesentlichen horizontale Achse 28 schwingen kann. Er umfaßt einen ersten, gabelförmig ausgebildeten Hebelarm 30, sowie einen zweiten, gegenüberlie¬ genden einteiligen Hebelarm 32. Der Huberzeuger 14, der vorteilhaft als hydraulischer Hubzylinder ausgebildet ist, ist gelenkig mit dem zweiten Hebel¬ arm 32 verbunden. Dieser Hubzylinder 14 ist ebenfalls gelenkig mit einem Gehäuseflansch 34 verbunden und stützt sich über diesen auf der Tragstruktur 10 ab. Die zwei Führungsglieder 16', 16" sind ebenfalls mittels zwei Drehgelen¬ ken 26', 26" im Gehäuse derart befestigt, daß sie beide um eine im wesentli¬ chen horizontale Achse 38 schwingen können.
Der Tragkäfig 18 ist über Drehgelenke 40', 40" (in Figur 1 ist lediglich das Drehgelenk 40" sichtbar) mit dem Schwinghebel 12 derart verbunden, daß
Schwinghebel 12 und Tragkäfig 18 um eine Achse 42 relativ zueinander drehbar sind. Der Tragkäfig 18 ist ebenfalls über Drehgelenke 44', 44" (in Figur 1 ist lediglich das Drehgelenk 44" sichtbar) mit den Führungsgliedern 16', 16" derart verbunden, daß Führungsglieder 16', 16" und Tragkäfig 18 um eine Achse 46 relativ zueinander drehbar sind. In Figur 2 ist die Schwingvorrichtung stark vereinfacht als Getriebe dargestellt, wobei die vorerwähnten Drehachsen 28, 38, 42 und 46 alle senkrecht zur Ebene der Figur 2 stehen und somit als Punkte dargestellt sind. Die Tragstruk¬ tur 10, die als äußeres Gehäuse den Tragkäfig umgibt, ist als Festpunkte 10', 10" und 10'" angedeutet. Die einzelnen beweglichen Glieder des Getriebes sind der Schwinghebel 12, mit seinen beiden Armen 30 und 32, die Führungs- giieder 16', 16", sowie der Tragkäfig 18. Die Referenzzahl 19 zeigt ein Gegen¬ gewicht. Ein solches Gegengewicht kann am zweiten Hebelarm 32 angebracht werden um das auf den Hebel 30 wirkende Gewichtsmoment des Tragkäfigs 18 mit eingesetzter Kokille 20 auszugleichen. Der Antrieb des Getriebes ist als Hubzylinder 14 dargestellt. Mit G1 ist eine Gerade bezeichnet welche durch die Punkte 28, 42 definiert wird, während G2 eine Gerade bezeichnet welche durch die Punkte 38, 42 definiert wird. Diese Geraden G1 und G2 schneiden sich in einem Punkt "0" der ungefähr dem Zentrum eines Kreisbogens 50 entspricht der die Mittellinie eines kreisbogenförmigen Gießstranges darstellt. In der Praxis beträgt der Radius eines solchen kreisbogenförmigen Gießstranges zum Beispiel zirka 10 m. Wird der Hubzylinder 14 betätigt, so schwingt der Tragkäfig 18, bei kleinen Schwingungsamplituden (in der Größenordnung von zirka 10 mm), in erster Annäherung tangential zum Kreisbogen 50. Anders ausge¬ drückt, die Neigung des Tragkäfigs 18 relativ zur Senkrechten verändert sich wie die Neigung der Tangente zum Kreisbogen 50. Wären dagegen die Geraden G1 und G2 parallel zueinander, so würde der schwingende Tragkäfig 18 stets parallel zu sich selber, das heißt in der dargestellten Ausführung senkrecht bleiben.
In Figur 1 erkennt man, daß der Tragkäfig im wesentlichen einen oberen U- Rahmen 50 und einen unteren U-Rahmen 52 umfaßt. Beide U-Rahmen sind über senkrechte Profile 54 starr miteinander verbunden. Der obere U-Rahmen
50 dient als Auflager für einen kragenförmigen Aufleger 60 der Stranggießkokil- le 20. Wie in Figur 1 angedeutet, wird die Stranggießkokille 20 seitlich in den Tragkäfig 18 eingeführt. Der untere U-Rahmen 52 wird hierbei vorteilhaft von einer kragenförmigen unteren Umrandung 62 der Stranggießkokille 20 Untergrif¬ fen. Nachdem die Stranggießkokille 20 in den Tragkäfig 18 eingehängt ist, werden die beiden U-Rahmen 50 und 52 durch Querbalken 50', 52' verschlos¬ sen. Anpreßmittel, zum Beispiel Schrauben 56, sind vorteilhaft an allen vier Seiten des Tragkäfigs 18 derart angeordnet, daß sie sich einerseits auf den Tragkäfig und anderseits auf die Stranggießkokille 20 abstützen um ein spielfreies Zentrieren der Stranggießkokille 20 im Tragkäfig 18 zu ermöglichen. Die Stranggießkokille 18 kann als Rohr- oder Plattenkokille zum Gießen der unterschiedlichsten Produkte, wie zum Beispiel Knüppel, Vorprofile (beam blanks), Brammen, Dünnbrammen usw. ausgebildet sein. In den Figuren ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Plattenkokille für die Schwing¬ vorrichtung gezeigt. Diese Plattenkokille ist aus vier Formplatten 64 zusam- mengesetzt welche einen Gießkanal mit einem im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt ausbilden. In der Figur 3 ist ein Längsschnitt durch zwei dieser Formplatten 64 gezeigt. Eine solche Formplatte 64 umfaßt jeweils einen oberen und unteren kastenförmigen Kollektor 66 und 68, welche derart ausgebildet sind, daß sie in der zusammengesetzten Kokille den oberen kragenförmigen Aufleger 60, beziehungsweise die untere kragenförmigen Umrandung 62 der Stranggießkokille 20 ausbilden. Jeder der Kollektoren 66 und 68 weist einen Anschluß 66', beziehungsweise 68' für eine Kühlflüssigkeits- leitung auf. Die Kühlflüssigkeit strömt zum Beispiel durch den Anschluß 68' in den unteren Kollektor 68 ein. Hier wird sie durch eine Querschnittsverengung 68" in Kühlkanäle 70 eingeleitet. Letztere durchqueren den Körper 72 der Formplatte 64, der zum Beispiel aus reinem Kupfer oder aus einer Kupferlegie¬ rung bestehen kann, bevor sie über eine Querschnittsverengung 66" in den oberen Kollektor 66 einmünden. Die Kühlkanäle 70 sind derart im Körper 72 der Formplatte 64 angeordnet, daß eine einwandfreie Kühlung der Oberfläche 74 der Formplatte 64 im Gießkanal gewährleistet ist. In den seitlichen Formplat¬ ten der Kokille nach Figur 4 (d.h. in den Formplatten die im Gießkanal seitlich eine ebene Kühlfläche ausbilden), sind die Kühlkanäle 70' zum Beispiel als Bohrungen oder eingegossene -Kanäle im Körper 72 der Formplatte 64 ausge¬ führt. In der vorderen und hinteren Formplatte der Kokille nach Figur 4 (d.h. in den beiden Formplatten die vorteilhaft eine gekrümmte Kühlfläche ausbilden, die der Krümmung des Gießstranges entspricht), sind die Kühlkanäle 70" vorteilhaft in den Körper 72 eingefräst und mit einer aufgeschweißten Platte 71 verschlossen. Die eingefrästen Kühlkanäle 70" liegen hierbei in einer konstan¬ ten Distanz hinter der gekrümmten Kühlfläche. Selbstverständlich kann hinter der Kühlfläche auch ein spaltförmiger Kühlraum angeordnet sein, der dann vorteilhaft durch Rippen in Kühlkanäle unterteilt ist. In diesem Fall ist die Formplatte vorteilhaft, wie ein Sandwich, aus zwei Hälften zusammengesetzt.
Die in den Tragkäfig eingehängte Stranggießkokille könnte natürlich, wie bekannt, über flexible Leitungen mit einer Kühlflüssigkeit versorgt werden. Anhand der Figuren 4 und 5 wird jedoch eine weitaus vorteilhaftere Lösung zum Versorgen der Stranggießkokille mit einer Kühlflüssigkeit in einer erfin- dungsgemäßen Schwingvorrichtung beschrieben. Die Versorgung der Strang¬ gießkokille mit einer Kühlfiüssigkeit erfolgt entsprechend dieser Lösung über die vier Drehgelenke 26', 26",40', 40" und die beiden Arme 30', 30" des Schwinghebels 12. Das Drehgelenk 26' umfaßt zu diesem Zweck einen an der Tragstruktur 10 drehfest befestigten zylindrischen Tragzapfen 100 der eine axiale Sackbohrung 102 aufweist. Der Tragzapfen 100 ist in eine Lagerbohrung 104 des Schwinghebels 12 eingeführt. In der Lagerbohrung 104 bildet die axiale Sackbohrung 102 eine radiale Einmündung 106 aus. Gegenüber der Einmündung 106 bildet ein Kanal 110 im Arm 30' des Schwinghebels 12 ebenfalls eine Einmündung 112 aus. Beide Einmündungen 106 und 112 sind derart gestaltet, daß sie sich bei Drehung des Schwinghebels 12 um den Tragzapfen 100 stets genügend überlappen um einen einwandfreien Übertritt des Kühlmediums zu gewährleisten. Mittels O-Ringen 108 oder anderen Dichtmitteln wird das radiale Spiel des Tragzapfens 100 in der Lagerbohrung 104 axial abgedichtet. Das Drehgelenk 40" ist ähnlich aufgebaut. Ein zylindrischer Tragzapfen 120, der eine axiale Sackbohrung 122 aufweist, ist drehfest mit dem Tragkäfig 18 verbunden. Dieser Tragzapfen 120 ist in eine Lagerbohrung 124 des Arms 30' des Schwinghebels 12 eingeführt. Über sich in der Lagerbohrung 124 überlap¬ pende Einmündungen ist Sackbohrung 122, wie vorbeschrieben, mit dem Kanal 110 im Arm 30' des Schwinghebels 12 verbunden.
Die Kühlflüssigkeit kann jetzt über einen mit dem feststehenden Lagerzapfen 102 fest verbundenen Rohrstutzen (schematisch durch Pfeil 103 angedeutet) in die axiale Bohrung 102 eingeleitet werden. Von hier aus kann sie in den Kanal 110 übertreten, durch diesen Kanal 110 in das Drehgelenk 40' gelangen, hier in die Sackbohrung 122 des Drehzapfens 120 übertreten und durch die Sackboh¬ rung 122 in eine mit dem Drehzapfen 102 fest verbundene Rohrverbindung 130' einfließen. Diese mit dem Tragkäfig 18 schwingbare Rohrverbindung 130' mündet in eine Ringleitung 132, welche durch Stichleitungen 134 (siehe Figur 5) mit den einzelnen Anschlüssen 68' des unteren Kollektors 68 der Strang¬ gießkokille verbunden ist.
Der zweite Arm 30" des Schwinghebels 12, mit den Drehgelenken 26" und 40", kann dann, wie in Figur 4 gezeigt, als Anschluß des oberen Kollektors 66 der Stranggießkokille an eine feststehende Rücklaufleitung für die Kühlflüssigkeit (schematisch durch Pfeil 105 angedeutet) ausgebildet sein. Hierzu ist eine zweite Ringleitung 136 über Stichleitungen 134 (siehe Figur 5) mit den einzel¬ nen Anschlüssen 66' des oberen Kollektors 66 der Stranggießkokilie 20 verbunden. Eine starre Rohrverbindung 130" schließt diese zweite Ringleitung 136 starr an den Drehzapfen des Drehgelenks 40" an (die zweite Ringleitung 136 ist also ebenfalls mit der Kokille 20 schwingbar. Aus dem Drehgelenk 40" tritt die Kühlflüssigkeit in den zweiten Hebelarm 30" über und gelangt über diesen in das Drehgelenk 26", wo sie in die feststehende Rücklaufleitung 105 eintritt.
Alternativ können auch beide Arme 30' und 30" des Schwinghebels 12 für den Zulauf der Kühlflüssigkeit benutzt werden. In diesem Falle sind die beiden Führungsglieder 16', 16" mit ihren Drehgelenken 36', 36", 44', 44", wie in Figur 3 angedeutet, vorteilhaft als Rücklauf ansch luß für die Kühlflüssigkeit ausgebil- det. Es bleibt noch anzumerken, daß zum leichteren Einbau eines elektromagneti¬ schen Rührers (nicht gezeigt) der Schwinghebel 12 vorteilhaft mit dem unteren Ende des Tragkäfigs 18 verbunden ist, und die Führungsglieder 16',16" vorteilhaft mit dem oberen Ende des Tragkäfigs 18 verbunden sind. Die Führungsglieder 16', 16" sind dann vorteilhaft aus der Tragstruktur 10 nach oben klappbar, so daß die Ringspule des elektromagnetischen Rührers einfach von oben eingesetzt werden kann, ohne den Schwinghebel 12, die Führungs¬ glieder 16', 16" oder den Tragkäfig 18 zu demontieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Schwingvorrichtung für eine Stranggießkokille umfassend eine Tragstruktur (10), einen Schwinghebel (12) der einen gabelförmigen ersten Hebelarm (30) sowie einen zweiten gegenüberliegenden Hebelarm (32) aufweist, wobei dieser Schwinghebel (12) mittels ersten Drehgelenken (26', 26") um eine Achse (28) schwingbar in der Tragstruktur gelagert ist, einen Huberzeuger (14) der mit dem zweiten Hebelarm (32) des Schwing¬ hebels (12) verbunden ist, gekennzeichnet durch einen Tragkäfig (18) zum Einhängen einer Strang¬ gießkokille (20), wobei dieser Tragkäfig (18) über zweite Drehgelenke (40', 40") mit dem gabelförmigen ersten Hebelarm (30) des Schwinghebels (12) verbunden ist.
2. Schwingvorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch mindestens ein Führungsglied (16', 16") das über ein erstes Drehgelenk (36', 36") mit der Tragstruktur (10) und über ein zweites Drehgelenk (44', 44") mit dem Tragkäfig (18) verbunden ist.
3. Schwingvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur als Gehäuse (10) ausgebildet wird die den Tragkäfig (18) um- gibt.
4. Schwingvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Drehgelenke senkrecht zu einer Ebene stehen in der die kreis¬ bogenförmige Mittellinie (50) eines kreisbogenförmig gekrümmten Gie߬ strangs enthalten ist, wobei in dieser Ebene eine erste Gerade (G1 ) die Achsen (28, 42) der Drehgelenke zwischen Schwinghebel (12) und Tragkä¬ fig (18) und Schwinghebel (12) und Tragstruktur (10) schneidet, und eine zweite Gerade (G2) die Achsen (38, 46) der Drehgelenke zwischen Füh¬ rungsglied (16', 16") und Tragkäfig (18) und Führungsglied (16', 16") und Tragstruktur (10) schneidet, und wobei diese Achsen (28, 38, 42, 46) derart zueinander stehen, daß sich die erste Gerade (G1) und die zweite Gerade (G2) ungefähr im Krümmungszentrum (O) der kreisbogenförmigen Mittelli¬ nie (50) des Gießstrang schneiden.
5. Schwingvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schwinghebel (12) mindestens einen Kanal (110) für eine Kühlflüssigkeit aufweist, der über eine erste Drehgelenkverbindung, in einem der ersten
Drehgelenke (26', 26"), in einen relativ zur Tragstruktur (10) feststehenden Rohrstutzen (103) mündet, und der über eine zweite Drehgelenkverbin¬ dung, in einem der zweiten Drehgelenke (40', 40"), in eine relativ zum Trag¬ käfig (18) feststehende Rohrverbindung (130) mündet.
6. Schwingvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (16', 16") mindestens einen Kanal für eine Kühlflüssigkeit aufweist, der über eine erste Drehgelenkverbindung, in dem ersten Drehge¬ lenk (36', 36"), in einen relativ zur Tragstruktur feststehenden Rohrstutzen mündet, und der über eine zweite Drehgelenkverbindung, in dem zweiten Drehgelenk (44', 44"), in eine relativ zum Tragkäfig (18) feststehende Rohr¬ verbindung (130) mündet.
7. Schwingvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Tragkäfig (18) einen unteren und oberen U-förmigen Rahmen (50, 52) umfaßt.
8. Schwingvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und der obere U-förmige Rahmen (50, 52) jeweils durch einen Quer¬ balken (50', 52') verschließbar ist.
9. Schwingvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und der obere U-förmige Rahmen (50, 52) starr miteinander ver- bunden sind.
10. Stranggießvorrichtung mit einer Schwingvorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille (20) die mindestens einen oberen Kollektor (60) aufweist der als Aufleger für den oberen U- förmigen Rahmen (50) ausgebildet ist.
11. Stranggießvorrichtung nach- Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießkokille aus Formplatten (64) zusammengesetzt ist.
12. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Formplatte (64) einen kastenförmigen oberen und unteren Kollektor (66, 68) aufweist, welche derart angeordnet sind, daß bei im Trag¬ käfig (18) montierter Stranggießkokille (20), der obere Kollektor (66) auf dem oberen U-förmigen Rahmen aufliegt (50), und der untere Kollektor (68) den unteren U-förmigen Rahmen (52) untergreift.
13. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und obere Kollektor (66, 68) jeweils einen Kühlflüssigkeitsanschluß
(66', 68') aufweisen und die Formplatte (64) innere Kühlkanäle (70) aufweist die den oberen und unteren Kollektor (66, 68) miteinander verbinden.
14. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und obere Kollektor (66, 68) jeweils zwischen Kühlflüssigkeitsan- Schluß (66', 68') und Einmündungen der inneren Kühlkanäle (70) eine
Querschnittsverengung (66", 68") aufweisen.
15. Stranggießvorrichtung mit einer Schwingvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille mit mindestens einem obe¬ ren und/oder einem unteren Kollektor (66, 68), welche über mindestens eine im wesentlichen starre Rohrleitung (134, 136) an eine der relativ zum
Tragkäfig (18) feststehenden Rohrverbindungen (130', 130") angeschlossen ist.
16. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille mit mehreren Kühlwasser-Vorlaufanschlüssen (68'), durch eine mit der Kokille (20) schwingbare Vorlauf-Ringleitung (132) welche die
Stranggießkokille umgibt und an eine der relativ zum Tragkäfig (18) festste¬ henden Rohrverbindung (130) starr angeschlossen ist, sowie durch Stichleitungen (134) welche die Vorlauf-Ringieitung (132) mit den Kühlflüs- sigkeits- Vorlaufanschlüssen (68') verbinden.
17. Stranggießvorrichtung nach- Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille mit mehreren Kühlflüssigkeits-Rücklaufanschlüssen (66'), durch eine mit der Kokille (20) schwingbare Rücklauf-Ringleitung (136) welche die Stranggießkokille umgibt und an mindestens eine der rela- tiv zum Tragkäfig (18) feststehenden Rohrverbindungen (130') starr ange¬ schlossen ist, sowie durch Stichleitungen (134) welche die Rücklauf- Ringleitung (136) mit den Kühlflüssigkeits-Rücklaufanschlüssen (68') ver¬ binden.
18. Stranggießvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille die mittels seitlichen Anpreßmitteln (56) im
Tragkäfig (18) zentriert ist.
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