WO2002083342A1 - Kokille fur eine stranggiessanlage fur metall sowie verfahren zur beeinflussung der konizitat der seitenwande der kokille - Google Patents

Kokille fur eine stranggiessanlage fur metall sowie verfahren zur beeinflussung der konizitat der seitenwande der kokille Download PDF

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WO2002083342A1
WO2002083342A1 PCT/EP2002/003143 EP0203143W WO02083342A1 WO 2002083342 A1 WO2002083342 A1 WO 2002083342A1 EP 0203143 W EP0203143 W EP 0203143W WO 02083342 A1 WO02083342 A1 WO 02083342A1
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WO
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pressure
side wall
mold
mold cavity
parabolicity
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PCT/EP2002/003143
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French (fr)
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Ulrich Horbach
Host Von Wyl
Winfried Binder
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Sms Demag Aktiengesellschaft
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    • 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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/168—Controlling or regulating processes or operations for adjusting the mould size or mould taper
    • 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
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    • 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
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds
    • B22D11/0535—Means for oscillating the moulds in a horizontal plane

Definitions

  • the invention relates to a mold for a continuous casting installation for metal, in particular for steel, comprising a support frame on which two narrow side walls and two broad side walls are arranged, at least one of the respective side walls on its inner side, which points to a mold cavity formed by the walls, is provided with a parabolic taper.
  • the invention also relates to a method for influencing the conicity.
  • Partial areas should be influenced via a chamber system, which requires large differences in the specific pressure areas of the cooling liquid in the respective chambers.
  • the cooling water which is intended to ensure optimal cooling of the mold, is superimposed with another task, which has an adverse effect on the cooling properties.
  • the invention is therefore based on the object, a mold and a
  • the essence of the invention is to equip a mold with means for influencing the conicity of the respective side wall, which is flexible in the operating state, in the sense of deformable, side wall, in particular narrow side wall, and with control means therefor, the influencing means comprising at least one mechanical pressure element, each of which is based on the side of the side wall facing away from the mold cavity exerts an adjustable pressure, and a desired overall parabolicity can be set by superimposing the deformation brought about by the respective pressure elements with the parabolic conicity.
  • parabolic taper is understood to mean a parabolic contour approximating the strand shell shrinkage with the apex of the parabola at the lower end of the narrow side wall.
  • the method it is proposed to determine the actual parabolicity of a narrow side wall with parabolic conicity and to set a target parabolicity of this narrow side wall by superimposing the actual parabolicity by means of a pressure influence of at least one mechanical pressure element, the respective pressure element being exercised via a defined adjustment path of a defined pressure p is moved onto the side of a narrow side wall which is flexible in the operating state and faces away from the mold cavity.
  • the respective mechanical pressure elements comprise pressure pins.
  • the term pressure pin does not restrict the pressure elements to training with an elongated body and a tip for selective or partial force application.
  • a flat introduction of force should be achieved by the pressure pins to compensate for the respective curved side wall surface. This is possible by engaging pressure pins on the side wall via a flat intermediate piece, or by making the body or the end of the respective pressure pins not flat, but rather flat.
  • the number of printing elements is not limited to a single printing element.
  • a pressure element is arranged at the level of the meniscus of the liquid metal introduced.
  • a plurality of pressure elements can preferably be arranged here in order to compensate for the bulge that forms at the level of the meniscus of the melt.
  • This pressure element or these several pressure elements should preferably be arranged approximately centrally to the central longitudinal axis of the narrow side wall in order to distribute the introduction of the force evenly over the two parts of the narrow side wall.
  • control means for moving the respective pressure elements comprise at least at least one drive.
  • a computing unit is connected to this drive, which is preferably designed as a linear motor, into which a specific selection of operating parameters of the continuous casting process is incorporated and which transmits the actuating signals to the drive.
  • the support frame of the mold comprises, on the respective mold sides, in particular on the narrow sides, an inner plate and an outer plate arranged parallel to this and spaced apart.
  • the inner plate is directly connected to the side of the narrow side wall which faces away from the mold cavity, for example it is screwed onto it.
  • the narrow side wall consists of a copper plate. The connection of the narrow side wall with the inner plate of the support frame creates a doubled wall that is deformable in the operating state.
  • the two plates, i.e. the inner and outer plates are connected to each other on the top and bottom sides by means of support plates for reinforcement.
  • receiving elements for one or more pressure pins are provided in one or two pieces, i.e. these receiving elements can be integrally formed or releasably arranged on the inner plate.
  • These receiving elements are, for example, cuboid, preferably plate-shaped, extending across the width of the narrow side wall.
  • One receiving element can therefore be provided for several or more receiving elements, each for one pressure pin.
  • These receiving elements have a recess into which the first end of the pressure pin, i.e. the end that faces the mold cavity engages.
  • the outer plate takes over the guiding function for the respective push pin.
  • it has at least one opening which is shaped so that it corresponds to the cross section of the outer surface of the respective pressure pin.
  • an opening is at the same height or approximately at the same height with a receiving element, each seen from the support plates.
  • Figure 1 is a schematic overview of a continuous casting plant for steel with a mold according to the invention, the taper of the side walls is influenced by the method proposed by the invention.
  • Fig. 2 shows schematically a section of a mold support frame with a narrow side wall, shown in section;
  • FIG. 3 schematically shows the section A-A of FIG. 2nd
  • Figure 1 gives a schematic overview of a continuous caster 1, in which the mold according to the invention is used.
  • the continuous casting plant shown is intended to serve as an example for a large number of possible plant types.
  • the mold according to the invention can serve as a plate mold for the production of slabs or blooms, as a tubular mold for the production of billets. The use for the production of thin slabs is also not excluded.
  • the continuous caster 1 shown consists essentially of a ladle 2, from which the liquid metal 3 passes through a shadow pipe 4 into the distributor 5 and from there via a submerged nozzle 6 into the mold 7.
  • the bottom of the mold is closed with the so-called cold strand.
  • the strand 8 which has solidified in its edge zone is first of all with the help of the cold strand and later through the roar pulled from the mold 7.
  • the strand 8 in the embodiment shown runs after exiting the mold 7 through a stirring coil 9 and then through a secondary cooling zone 10. After complete solidification, the strand can be cut up by moving cutting torches or scissors 12 and then arrives at sorting beds 13.
  • FIG. 2 shows in section a narrow side wall region 14 of this mold, which in its entirety (not shown) each has two broad side walls and a further narrow side wall.
  • the mold 7 comprises a support frame which, on the side of the respective narrow side walls 15, consists of two parallel spaced plates, namely an inner plate 16 and an outer plate 17, which in turn are on the top and end sides via support plates 18a, b in the form of elongated sheets are connected. These plates 16, 17 and support plates 18a, b form the so-called end plate carrier.
  • the end plate carrier also has the function of sealing off the vertical cooling ducts incorporated into the narrow side wall 15 from the outside. The cooling water system will be discussed further below.
  • the narrow side wall 15 or the copper plate forming this wall is detachably connected to the inner plate 16, namely with its side 16a facing the mold cavity F, for example by screwing, here indicated by 19a, b.
  • the side 15a of the narrow side wall 15 facing the mold cavity or its "hot side” has a parabolically shaped contour or a parabolic taper P 0 .
  • a receiving element 20 for a pressure pin 21 is integrally formed on the inner plate 16, namely on its side 16b facing away from the mold cavity.
  • This receiving element 20 has - as the comparison with FIG. 3 shows - rectangular dimensions and extends entirely along the width of the inner plate 16. Approximately at the level of the meniscus of the melt and approximately in the center of the mold width (see FIG.
  • the pressure pin 21 is arranged, the first end 22 of which, in the embodiment shown, has a conical shape comes into engagement with a corresponding recess 23 (only indicated schematically here) in the receiving element 20.
  • the push pin body is held by the outer plate 17, which has a corresponding opening 24, whose dimensions correspond approximately to the cross section of the push pin 21.
  • the pressure pin 21 is guided through this opening 24 of the outer plate 17 and also supported by this.
  • the pressure pin 21 is provided with a drive 26, here a linear motor. In principle, all known drives are conceivable, which can bring about the desired movement or the adjustment path of the pressure element.
  • the linear motor moves or moves the pressure pin 21, held by the outer plate 17, into the receiving element 20 or its receptacle 23 and back. If the pressure pin 21 or its first end 22 is moved into the receiving element 20 or moved by the drive over a certain adjustment path (the arrow indicates the adjustment path), the applied force is distributed over the area extending across the width of the narrow side wall 15 Receiving element 20 and from there onto the narrow side wall 15.
  • the parabolic contour worked into the narrow side wall 15 is superimposed by the pressure influence or the resulting deformation of the inner plate 16 which is flexible under operating conditions and the flexible narrow side wall 15.
  • the cooling water circuit for the mold or the narrow side wall 15 shown is not required for this deformation in the solution according to the invention.
  • Figure 2 makes it clear that the cooling channels 27 introduced into the mold wall, which run parallel to the longitudinal axis of the mold, are connected to corresponding cooling water supply and drain lines 29a, b by means of pipe sockets 28a, b, which are integrally formed on the inner plate 16. It is advisable to make 15 blind holes as cooling channels in the narrow side wall.
  • the actual parabolicity of the respective narrow side wall 15 is determined with a corresponding measuring device (see FIG. 1) and the corresponding information x together with a selection of current operating parameters, such as continuous casting speed, cooling, in particular also the type of steel to be cast with its individual solidification properties. etc. transmitted to a computer unit 33.
  • the computer unit 33 calculates a target parabolicity and transmits corresponding control signals y to the drive 26 of the pressure element.
  • the target parabolicity Ps is set by superimposing the actual parabolicity P 0 with the aid of a defined adjustment path of the pressure pin and thus a defined pressure application.
  • the total results in a changed, desired parabolicity (tendon height).
  • the parabolicity can thus be controlled and adapted to the current operating state by different adjustment paths of the linear drive.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kokille (7) für eine Stranggiessanlage (1) für Metall. Diese umfasst einen Tragrahmen, an dem zwei Schmalseitenwände (15) und zwei Breitseitenwände angeordnet sind, wobei mindestens eine der jeweiligen Seitenwände auf ihrer inneren Seite (15a), die zu einem durch die Schmalseiten- und Breitseitenwände gebildeten Formhohlraum (F)hinweist, mit einer parabolischen Konizität (PO) versehen ist. Als Mittel zur Beeinflussung dieser Konizität der jeweiligen im Betriebszustand flexiblen Seitenwand (15), die unabhängig vom Kühlwassersystem sind, sollen diese mindestens ein Druckelement mechanischer Art (21) umfassen, das jeweils auf die dem Formhohlraum (F) abgewandten Seite der Seitenwand einen einstellbaren Druck p ausübt, wobei durch Überlagerung der durch die jeweiligen Druckelemente (21) aufgebrachten Verformung mit der parabolischen Konizität (PO) eine gewünschte Parabolizität (PS) einstellbar ist. Zudem wird ein entsprechendes Verfahren vorgeschlagen.

Description

Kokille für eine Stranggießanlage für Metall sowie
Verfahren zur Beeinflussung der Konizität der Seitenwände der Kokille
Die Erfindung betrifft eine Kokille für eine Stranggießanlage für Metall, insbesondere für Stahl, umfassend einen Tragrahmen, an dem zwei Schmalseitenwände und zwei Breitseitenwande angeordnet sind, wobei mindestens eine der jeweiligen Seitenwände auf ihrer inneren Seite, die zu einem durch die Wände gebildeten Formhohlraum hinweist, mit einer parabolischen Konizität versehen ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Verfahren zur Beeinflussung der Konizität.
Es ist bekannt, Kokillen für Stranggießanlagen bzw. deren Wände mit parabolischer Konizität zu versehen. Bei diesen Kokillen ist eine bestimmte paraboli- sehe Kontur in die dem Formhohlraum der Gießform zugewandten Seite eingearbeitet, beispielsweise durch Fräsen oder Gießen. Grund für derartige parabolische Konturen ist der Ansatz, die Kokillenform dem sich naturgemäß durch das Schrumpfen bildenden Verlauf des Stranges bzw. der Strangschale anzupassen, um möglichst die Gefahr von Rißbildungen in der Strangschale zu ver- meiden. Eine geeignete Parabolizität, d.h. Krümmungsverlauf einer Parabel, kann jeweils für ein bestimmtes zu vergießendes Material in Abhängigkeit der jeweiligen weiteren Betriebsparameter, wie beispielsweise Gießgeschwindigkeit und Kühlung, mittels Berechnungen bestimmt und die Seitenwand entsprechend ausgebildet werden. Eine Kokille mit einer konstanten parabolischen Ko- nizität ist folglich nur für bestimmte, der jeweiligen Rechnung zugrundegelegten Betriebsparameter optimal. Sobald die Betriebsparameter hiervon abweichen, steigt die Gefahr von Fehlern.
Aus der EP 0 686 445 A1 sind Kokillen mit Seitenplatten bzw. Seitenwänden linearer Konizität bekannt. Im Betriebszustand werden die jeweiligen Seitenwände insbesondere in Höhe des Meniskus stärker aufgeheizt als in anderen Wandbereichen, und in Folge hiervon bauchen sich die Seitenwände nach außen, d.h. weg von dem Formhohlraum, aus. Es wird nun vorgeschlagen, mittels Steuerung des für die Kühlung der Kokille genutzten Kühlwassers einen derartigen hydraulischen Gegendruck auf die sich auswölbende Seitenwand aufzubringen, so daß deren (nicht beabsichtigte) Deformation kompensiert wird und die Seitenwand ihre ursprüngliche lineare Oberfläche wieder annimmt. Hierfür wird zwischen der Seitenwand der Kokille und einer Tragrahmenaußenwand und dem hierdurch gebildeten Raum eine Zwischenwand vorgesehen und zwischen die Seitenwand und die Zwischenwand, die in ihrem Abstand zur Seitenwand einstellbar ist, unter Druck Kühlwasser geführt. Auf diese Weise wird er- reicht, daß zum einen die negative Krümmung der Seitenwand kompensiert wird und zum anderen der sich weiter unten gebildete Zwischenraum zwischen der Seitenwand und der Strangschale vermindert und damit der Wärmeübergangskoeffizient erhöht wird.
Diese Regelung der linearen Konizität mittels Wasserdruck weist aber die
Nachteile auf, daß enorme hydraulische Krafteinwirkungen notwendig sind, um die erforderlichen Gegendrücke zur Kompensation der Veränderungen der Konizität der Seitenwände aufzubringen. Die Beeinflussung partieller Bereiche soll über ein Kammersystem erfolgen, was große Unterschiede der spezifischen Druckbereiche der Kühlflüssigkeit in den jeweiligen Kammern erfordert. Zudem wird das Kühlwasser, das für eine optimale Kühlung der Kokille sorgen soll, mit einerweiteren Aufgabe überlagert, was sich nachteilig auf die Kühleigenschaften auswirkt.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Kokille sowie ein
Verfahren der beschriebenen Art mit der Möglichkeit einer Anpassung der Konizität der Seitenwände vorzuschlagen, wobei der wichtige Parameter des Kühlwasser nur für die Kühlung der Kokillenseitenwände freigehalten und nicht mit anderen weiteren Aufgaben überlagert wird. Die Erfindung wird durch eine Kokille mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Kern der Erfindung ist die Ausstattung einer Kokille mit Mitteln zur Beeinflus- sung der Konizität der jeweiligen im Betriebszustand flexiblen, im Sinne von verformbaren, Seitenwand, insbesondere Schmalseitenwand, sowie mit Steuermittel hierzu, wobei die Beeinflussungsmittel mindestens ein Druckelement mechanischer Art umfassen, das jeweils auf die dem Formhohlraum abgewandten Seite der Seitenwand einen einstellbaren Druck ausübt, und wobei durch Überlagerung der durch die jeweiligen Druckelemente aufgebrachten Verformung mit der parabolischen Konizität eine gewünschte Gesamtparaboli- zität einstellbar ist. Unter parabolischen Konizität wird in diesem Zusammenhang eine der Strangschalenschrumpfung angenäherte parabolische Kontur mit dem Scheitelpunkt der Parabel am unteren Ende der Schmalseitenwand ver- standen. Aufgrund der durch die Druckelemente aufgebrachten Verformung wird die Gesamtparabolizität über die Gesamtlänge der Schmalseitenwand gesehen verändert. Ebenfalls sind räumliche begrenzte Einflüsse denkbar.
Verfahrensgemäß wird vorgeschlagen, die Ist-Parabolizität einer Schmalsei- tenwand mit parabolischer Konizität zu bestimmen und eine Soll-Parabolizität dieser Schmalseitenwand durch Überlagerung der Ist-Parabolizität mittels eines Druckeinflusses mindestens eines Druckelementes mechanischer Art einzustellen, wobei das jeweilige Druckelement über einen definierten Verstellweg zur Ausübung eines definiertes Drucks p auf die dem Formhohlraum abge- wandte Seite einer im Betriebszustand flexiblen Schmalseitenwand bewegt wird.
Insgesamt ergibt sich durch diese optimale Anpassung der Kokillenseitenwände an das jeweilige Schrumpfungsverhalten des Strangs eine gleichmäßige Wär- meabfuhr und damit eine geringere Gefahr von Oberflächenfehlern. Zudem wird die Durchbruchgefahr für den Strang vermindert. Insgesamt sind höhere Gießgeschwindigkeiten erreichbar.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die jeweiligen Druckelemente mechanischer Art Druckstifte. Der Begriff Druckstift beschränkt die Druckelemente allerdings nicht auf die Ausbildung mit einem sich länglich erstreckenden Körper und einer Spitze für eine punktuelle oder partielle Krafteinleitung. Vor allem soll eine flächige Krafteinleitung durch die Druckstifte zur Kompensation der jeweiligen ausgewölbten Seitenwandf lache erreicht werden. Dies ist möglich, indem Druckstifte über eine flächiges Zwischenstück an der Seitenwand angreifen oder indem der Körper oder das Ende der jeweiligen Druckstifte nicht spitz, sondern flächig ausgebildet ist.
Die Anzahl der Druckelemente ist nicht auf ein einzelnes Druckelement beschränkt. Insbesondere ist es günstig, daß eine Mehr- oder Vielzahl solcher Druckelemente zum Einsatz kommen, die dann beispielsweise zur flächigen Druckausübung in Gruppen oder bestimmten Formationen angeordnet sind.
Hinsichtlich bevorzugter Plazierungen wird in den Ansprüchen 5 und 6 vorgeschlagen, daß ein Druckelement in Höhe des Meniskus des eingebrachten flüs- sigen Metalls angeordnet ist. Gleichzeitig können hier bevorzugt mehrere Druk- kelemente angeordnet werden, um gerade die in Höhe des Meniskus der Schmelze sich ausbildende Ausbauchung zu kompensieren. Vorzugsweise sollen dieses Druckelement oder diese mehreren Druckelemente in etwa mittig zur Mittenlängsachse der Schmalseitenwand angeordnet sein, um die Einlei- tung der Kraft gleichmäßig auf die beiden Teile der Schmalseitenwand zu verteilen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Druckelemente an dem
Tragrahmen der Kokille angeordnet und über einen definierten Verstellweg an die Schmalseitenwand und zurück bewegbar, vorzugsweise verfahrbar. Dann umfassen die Steuermittel zur Bewegung der jeweiligen Druckelemente minde- stens einen Antrieb. Mit diesem Antrieb, der vorzugsweise als Linearmotor ausgebildet ist, ist eine Recheneinheit verbunden, in die eine bestimmte Auswahl von Betriebsparametern des Stranggießprozesses eingehen und die die Stellsignale an den Antrieb übermittelt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Tragrahmen der Kokille an den jeweiligen Kokillenseiten, insbesondere an den Schmalseiten, eine innere Platte und eine hierzu parallel beabstandet angeordnete äußere Platte. Die innere Platte ist mit der Seite der Schmalseitenwand, die vom Formhohlraum weg weist, unmittelbar verbunden, beispielsweise ist sie an diese an- geschraubt. Die Schmalseitenwand besteht aus einer Kupferplatte. Durch die Verbindung der Schmalseitenwand mit der inneren Platte des Tragrahmens entsteht eine doublierte Wand, die im Betriebszustand verformbar ist. Die beiden Platten, d.h. die innere und die äußere Platte, sind jeweils köpf- und bo- denseitig über Stützbleche zur Versteifung miteinander verbunden.
An der dem Formhohlraum abgewandten Seite der inneren Platte sind ein- oder zweistückig Aufnahmeelemente für einen oder mehrere Druckstifte vorgesehen, d.h. diese Aufnahmeelemente können angeformt oder lösbar an der innere Platte angeordnet sein. Diese Aufnahmeelemente sind beispielsweise quader- förmig, vorzugsweise plattenförmig, sich über die Breite der Schmalseitenwand erstreckend, ausgebildet. Es können also ein Aufnahmeelement für mehrere oder mehrere Aufnahmeelemente für jeweils ein Druckstift vorgesehen sein. Diese Aufnahmeelemente weisen eine Ausnehmung auf, in die das erste Ende des Druckstiftes, d.h. das Ende, das zum Formhohlraum zeigt, eingreift.
Die äußere Platte übernimmt die Führungsfunktion für den jeweiligen Druckstift. Hierzu weist sie mindestens eine Öffnung auf, die so geformt ist, daß sie dem Querschnitt der Außenfläche des jeweiligen Druckstiftes entspricht. Hierbei liegt eine Öffnung auf gleicher Höhe oder annähernd auf gleicher Höhe mit einem Aufnahmeelement, jeweils von den Stützblechen aus gesehen. Mittels eines Einzelantriebs oder eines gemeinsamen Antriebs werden die jeweiligen Druck- stifte, die, in der Öffnung geführt und mit ihrer ggf. vorliegenden Spitze in Eingriff mit der Ausnehmung des jeweiligen Aufnahmeelementes kommend, parallel oder in einem bestimmten Winkel zu den Stützblechen, über einen Verstellweg in Richtung Formhohlraum und zurück verfahren.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombinationen von Merkmalen auch Merkmale alleine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Übersicht einer Stranggießanlage für Stahl mit einer erfindungsgemäßen Kokille, deren Konizität der Seitenwände mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens beeinflußt wird;
Fig. 2 schematisch einen Ausschnitt eines Kokillentragrahmens mit einer Schmalseitenwand, im Schnitt dargestellt;
Fig. 3 schematisch den Schnitt A-A der Fig. 2.
Figur 1 gibt eine schematische Übersicht über eine Stranggießanlage 1 , in der die erfindungsgemäße Kokille zum Einsatz kommt. Die dargestellte Stranggießanlage soll als Beispiel dienen für eine Vielzahl möglicher Anlagentypen. Die erfindungsgemäße Kokille kann als Plattenkokille zur Herstellung von Brammen oder Vorblöcken, als Rohrkokille zur Herstellung von Knüppeln dienen. Nicht ausgeschlossen ist auch die Verwendung zum Herstellen von Dünnbrammen.
Die dargestellte Stranggießanlage 1 besteht im wesentlichen aus einer Gießpfanne 2, aus der das flüssige Metall 3 über ein Schattenrohr 4 in den Verteiler 5 und von dort über einen Tauchausguß 6 in die Kokille 7 gelangt. Vor Gießbeginn wird der Boden der Kokille mit dem sog. Kaltstrang verschlossen. Sobald die vorgeschriebene Badspiegelhöhe erreicht ist, wird der in seiner Randzone erstarrte Strang 8 zunächst mit Hilfe des Kaltstrangs und später durch die Trei- brollen aus der Kokille 7 gezogen. Um u.a. Kernseigerungen zu vermeiden und die Gießqualität zu verbessern, verläuft der Strang 8 bei der gezeigten Ausführungsform nach Austritt aus der Kokille 7 durch eine Rührspule 9 und anschließend durch eine Sekundärkühlzone 10. Danach schließen sich Richttreiber 11 an. Nach der vollständigen Erstarrung kann der Strang durch mitfahrende Schneidbrenner oder Scheren 12 zerteilt werden und gelangt dann zu Sortierbetten 13.
Erfindungsgemäß wird eine solche Kokille 7 für eine Stranggießanlage mit einer parabolischen Konizität der Seitenwände, insbesondere der Schmalseitenwän- de, mit Druckelementen mechanischer Art ausgestattet. Figur 2 zeigt im Schnitt einen Schmalseitenwandbereich 14 dieser Kokille, die in ihrer Gesamtheit (nicht gezeigt) jeweils noch zwei Breitseitenwande und eine weitere Schmalseitenwand aufweist. Die Kokille 7 umfaßt einen Tragrahmen, der auf der Seite der jeweiligen Schmalseitenwände 15 aus zwei parallel beabstandet angeordneten Platten, nämlich aus einer inneren Platte 16 und einer äußeren Platte 17, besteht, die wiederum köpf- und endseitig über Stützbleche 18a,b in Form von sich länglich erstreckenden Blechen verbunden sind. Diese Platten 16, 17 sowie Stützbleche 18a, b bilden den sogenannten Endplattenträger. Der Endplattenträger hat auch die Funktion, die in die Schmalseitenwand 15 eingearbeite- ten vertikalen Kühlkanäle nach außen hin abzudichten. Auf das Kühlwassersystem wird weiter unten noch eingegangen.
Mit der inneren Platte 16 und zwar mit deren zum Formhohlraum F hinweisenden Seite 16a wird die Schmalseitenwand 15 bzw. die diese Wand bildende Kupferplatte lösbar verbunden, beispielsweise durch Verschrauben, hier durch 19a, b angedeutet. Die zum Formhohlraum weisende Seite 15a der Schmalseitenwand 15 bzw. deren "heiße Seite" weist eine parabolisch geformte Kontur bzw. eine parabolische Konizität P0 auf. An der inneren Platte 16 und zwar an ihrer von dem Formhohlraum wegweisenden Seite 16b ist einstückig ein Auf- nahmeelement 20 für einen Druckstift 21 ausgeformt. Dieses Aufnahmeelement 20 weist - wie der Vergleich mit der Figur 3 zeigt - rechteckige Ausmaße auf und erstreckt sich gänzlich entlang der Breite der inneren Platte 16. Ungefähr auf Höhe des Meniskus der Schmelze und ungefähr mittig zur Kokillenbreite (vgl. Fig. 3) ist der Druckstift 21 angeordnet, dessen erstes Ende 22, das bei der gezeigten Ausführungsform kegelförmig geformt ist, mit einer entsprechenden Ausnehmung 23 (hier nur schematisch angedeutet) in dem Aufnahmeele- ment 20 in Eingriff kommt. Der Druckstiftkörper wird gehalten durch die äußere Platte 17, die eine entsprechende Öffnung 24 aufweist, welche in ihren Abmessungen in etwa dem Querschnitt des Druckstiftes 21 entspricht. Der Druckstift 21 wird durch diese Öffnung 24 der äußere Platte 17 geführt und auch von dieser gestützt. An seinem zweiten Ende 25 bzw. äußeren Ende ist der Druckstift 21 mit einem Antrieb 26, hier ein Linearmotor, versehen. Grundsätzlich sind alle bekannten Antriebe denkbar, die die gewollte Bewegung bzw. den Verstellweg des Druckelementes bewirken können. Der Linearmotor bewegt bzw. verfährt den Druckstift 21 , gehalten durch die äußere Platte 17, in das Aufnahmeelement 20 bzw. dessen Aufnehmung 23 und zurück. Wird der Druckstift 21 bzw. dessen erstes Ende 22 in das Aufnahmeelement 20 bewegt bzw. durch den Antrieb über einen bestimmten Verstellweg (der Pfeil deutet den Verstellweg an) verfahren, verteilt sich die aufgebrachte Kraft auf das sich flächig über die Breite der Schmalseitenwand 15 erstreckende Aufnahmeelement 20 und von dort auf die Schmalseitenwand 15. Die in der Schmalseitenwand 15 eingear- beitete parabolische Kontur wird von dem Druckeinfluß bzw. der sich daraus ergebenden Verformung der unter Betriebsbedingungen flexiblen inneren Platte 16 und der flexiblen Schmalseitenwand 15 überlagert.
Der Kühlwasserkreislauf für die Kokille bzw. die gezeigte Schmalseitenwand 15 wird bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht für diese Verformung benötigt. Figur 2 macht deutlich, daß die in die Kokillenwand eingebrachten Kühlkanäle 27, die parallel zur Längsachse der Kokille verlaufen, mittels Rohrstutzen 28a, b, die einstückig an der inneren Platte 16 angeformt sind, mit entsprechenden Kühlwasserzu- und ablaufleitungen 29a, b verbunden sind. Es empfiehlt sich, in die Schmalseitenwand 15 Sackbohrungen als Kühlkanäle einzubringen. Zur Stabilisierung des Tragrahmens bzw. der Plattenkonstruktion sind an der äuße- ren Platte 17 sich nach hinten, d.h. weg von dem Formhohlraum, erstreckende Versteifungsplatten 30 und 31 angebracht, die zudem den Antriebsmotor einhausen.
Verfahrensgemäß wird die Ist-Parabolizität der jeweiligen Schmalseitenwand 15 mit einer entsprechenden Meßeinrichtung (vgl. Fig. 1) bestimmt und die entsprechenden Informationen x zusammen mit einer Auswahl aktueller Betriebsparameter, wie Stranggießgeschwindigkeit, Kühlung, insbesondere auch die zu vergießende Stahlsorte mit ihren individuellen Erstarrungseigenschaften, etc. zu einer Rechnereinheit 33 übermittelt. Die Rechnereinheit 33 berechnet daraus eine Soll-Parabolizität und übermittelt entsprechende Stellsignale y an den Antrieb 26 des Druckelementes. Mit Hilfe eines definiertes Verstellweges des Druckstiftes und somit einer definierten Druckeinbringung wird die Soll- Parabolizität Ps durch Überlagerung der Ist-Parabolizität P0 eingestellt. In der Summe ergibt sich eine veränderte, gewünschte Parabolizität (Sehnenhöhe). Durch unterschiedliche Verstellwege des Linearantriebs kann somit die Parabolizität gesteuert und an den aktuellen Betriebszustand angepaßt werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Kokille (7) für eine Stranggießanlage (1 ) für Metall, umfassend einen Tragrahmen, an dem zwei Schmalseitenwände (15) und zwei Breitseitenwande angeordnet sind, wobei mindestens eine der Seitenwände auf ihrer inneren Seite (15a), die zu einem durch die Schmalseiten- und Breitseitenwande gebildeten
Formhohlraum (F) hinweist, mit einer parabolischen Konizität (P0) versehen ist und wobei Mittel zur Beeinflussung der Konizität der jeweiligen im Betriebszustand flexiblen Seitenwand (15) sowie Steuermittel (26, 33) hierzu vor- gesehen sind, die mindestens ein Druckelement mechanischer Art (21) umfassen, das jeweils auf die dem Formhohlraum (F) abgewandten Seite der Seitenwand einen einstellbaren Druck p ausübt, und daß durch Überlagerung der parabolischen Konizität (Po) mit der durch die jeweiligen Druckelemente (21 ) aufgebrachten Verformung eine gewünschte Parabolizität (Ps) einstellbar ist.
2. Kokille nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Druckelemente mechanischer Art (21 ) bewegliche Druckstifte umfassen.
3. Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (21 ) an dem Tragrahmen angeordnet sind und über einen definierten Verstellweg an die Seitenwand und zurück bewegbar sind.
4. Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckelement (21 ) in Höhe des Meniskus des eingebrachten flüssigen Metalls angeordnet ist.
5. Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Druckelemente (21 ) in etwa mittig zur Mittenlängsachse der Seitenwand angeordnet sind.
6. Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel zur Bewegung der jeweiligen Druckelemente (21 ) mindestens einen Antrieb (26) umfassen sowie eine mit dem Antrieb verbundene Recheneinheit (33), in die Betriebsparameter des Stranggieß- prozesses eingehen und die Stellsignale (y) an den Antrieb (26) übermittelt.
7. Kokille nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Antrieb (26) um einen Linearmotor handelt.
8. Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Tragrahmen an den Schmalseiten eine innere Platte (16) und eine hierzu parallel beabstandet angeordnete äußere (17) Platte umfaßt, wobei die innere Platte (16) mit der äußeren Seite (15b) der Schmalseitenwand (15), die vom Formhohlraum (F) weg weist, unmittelbar verbunden ist und diese doublierte Wand im Betriebszustand flexibel ist, wobei die beiden Platten (16, 17) jeweils köpf- und bodenseitig über Stützbleche (18a, b) miteinander verbunden sind, mit mindestens einem Aufnahmeelement (20) für einen Druckstift oder für mehrere Druckstifte, wobei das jeweilige Aufnahmeelement (20) an der dem Formhohlraum (F) abgewandten Seite (16b) der inneren Platte
(16) angeordnet ist und mindestens eine Ausnehmung (23) aufweist, mit der das erste Ende (22) des jeweiligen Druckstiftes in Eingriff kommt, sowie mit mindestens einer Öffnung (24) in der äußeren Platte (17), die so geformt ist, daß sie dem Querschnitt der Außenfläche des jeweiligen Druckstiftes entspricht, wobei eine Öffnung (24) auf gleicher Höhe oder annähernd auf gleicher Höhe mit einem Aufnahmeelement (20) liegt, jeweils von einem der Stützbleche (18a,b) aus gesehen, sowie mit mindestens einem Druckstift, der, in der Öffnung (24) geführt und mit seinem ersten Ende (22) in Eingriff mit der Ausnehmung (23) des jeweiligen Aufnahmeelementes (20) kommend, parallel oder in einem bestimmten Winkel zu den Stützblechen (18a,b), über einen Verstellweg in Richtung Formhohlraum (F) und zurück verfahrbar ist.
9. Kokille nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Platte (17) seitlich mindestens eine, rechtwinklig zu der äußeren Platte (17) angeordnete und von dem Formhohlraum (F) wegweisende, Versteifungsplatte (31 , 32) aufweist.
10. Verfahren zur Beeinflussung der Konizität mindestens einer Seitenwand einer Kokille (7) für eine Stranggießanlage (1 ) für Metall, umfassend einen Tragrahmen, an dem zwei Schmalseitenwände (15) und zwei Breitseitenwande angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Parabolizität (P0) einer Seitenwand mit parabolischer Konizität bestimmt wird und eine Soll-Parabolizität (Ps) dieser Seitenwand durch Überlagerung der Ist-Parabolizität (P0) mittels eines Druckeinflusses mindestens eines Druckelementes mechanischer Art (21 ) eingestellt wird, wobei das jewei- lige Druckelement (21 ) über einen definierten Verstellweg zur Ausübung eines definiertes Drucks p auf die dem Formhohlraum (F) abgewandte Seite einer im Betriebszustand flexiblen Seitenwand (15) bewegt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Parabolizität (Ps) in Abhängigkeit der individuellen Betriebs- parameter Gießgeschwindigkeit und/oder Strangreibungseigenschaften und/oder Temperaturverhältnisse, insbesondere in der Schmalseitenwand, und/oder der Eigenschaften des zu vergießenden Metalls berechnet wird.
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