WO2011039083A1 - Stranggiesskokille - Google Patents

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WO2011039083A1
WO2011039083A1 PCT/EP2010/063936 EP2010063936W WO2011039083A1 WO 2011039083 A1 WO2011039083 A1 WO 2011039083A1 EP 2010063936 W EP2010063936 W EP 2010063936W WO 2011039083 A1 WO2011039083 A1 WO 2011039083A1
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WO
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narrow side
side walls
side wall
edge
continuous casting
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/063936
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Moerwald
Kurt Dittenberger
Karl Holzer
Original Assignee
Siemens Vai Metals Technologies Gmbh
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Publication date
Application filed by Siemens Vai Metals Technologies Gmbh filed Critical Siemens Vai Metals Technologies Gmbh
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Priority to EP10763156A priority patent/EP2483015A1/de
Priority to CN2010800434778A priority patent/CN102686336A/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0406—Moulds with special profile

Definitions

  • the invention relates to a continuous casting mold for continuous casting of a metal strand according to the preamble of the current claim 1.
  • the invention relates to a continuous casting mold for continuous casting of a steel strand with slab, thin slab or strip cross-section.
  • the broad side walls of the mold on the mold cavity forming side may be formed by a flat plate, but also a funnel-shaped
  • Each narrow sidewall is in three from the mold entrance edge to articulated to the Kokillenausgangskante narrow side regions, which include a central region and on both sides adjoining edge regions.
  • the edge regions of the narrow side wall have starting from the respective
  • narrow side walls formed by a continuous flat wall are well known in the art. Such an embodiment is also shown in KR 2004-0058588 A.
  • Object of the present invention is a continuous casting mold with
  • Center region of each narrow side wall at the Kokilleneingangskante has a convex contour line, which is attributed to the Kokillenausgangskante in a continuous transition to a straight contour line or on a convex contour line with a smaller curvature than at Kokilleneingangskante.
  • Narrow side wall from the mold inlet edge to the mold exit edge with a continuous reduction of the convex bulge of the mold cavity is the strand shell reinforced pressed into the slope of the tilted side surface areas and there increases the locally reduced heat dissipation, thus avoiding gap formation between strand shell and mold wall and increases the reliability. This consideration is consecutive
  • the length of the convex contour line in the middle region of the narrow side wall at the Kokilleneingangskante is greater than the length of the contour line in the central region of the narrow side wall at the Kokillenausgangskante. Due to the resulting continuous decrease of the contour line length on the path from the Kokilleneingangskante to Kokillenausgangskante the shrinkage of the strand shell on its way through and out of the mold can be better followed and simultaneously pressing the strand shell in the tilted side area in a predetermined and desired contact pressure force range being held.
  • a preferred embodiment is obtained when the convex contour line of the central region of the narrow side wall is formed at the Kokilleneingangskante of a circular arc whose curvature steadily decreases in successive normal planes on the Kokillenl Kunststoffsachse and reaches the Kokillenausgangskante zero, the contour line thus forms a straight line. This results in both manufacturing advantages as well as a homogenization of the pressure of the strand shell in the edge regions of the narrow side walls.
  • contour lines in the middle region of the narrow side wall can equally well be derived from other mathematical functions, such as For example, ellipses, parabolas, trigonometric functions or other functions with to a reference axis, more concrete to the Kokillenmittenebene intersecting and symmetric progressions.
  • the contact lines of the side regions are aligned with the central region parallel to the broad side walls within a displacement region of the narrow side walls along the broad side walls.
  • both the two narrow side walls and the two broad side walls form a casting cone, so that the contact lines are skewed to Kokillenl Kunststoffsachse oriented.
  • Narrow side wall at the Kokillenausgangskante is formed by a straight line.
  • the contour line is at both
  • Mold entrance edge as well as at the mold exit edge formed by a straight line. Also in the transition area from the Kokilleneingangskante to the
  • Mold edge always remains the contour line in all normal planes a straight line.
  • the tilting of the edge regions of a narrow side wall leads to an effective edge rotation of the strand shells in the two transition zones from the central region to the adjacent edge regions, if the contour lines formed by straight lines in the edge regions of the narrow side wall form an opening angle greater than 90 ° in each plane normal to Kokillenl Kunststoffsachse.
  • An effective for solving the task opening angle is therefore between 90 ° and 150 °. Optimal conditions arise at one
  • Mold cavity is formed twisted out. In this way, an edge rotation of the strand shell forming in the mold can also be induced in the transition zone from the edge region of the narrow side wall to the broad side wall.
  • the shrinkage which is essentially dependent on the cooling conditions and the microstructural transformations, is taken into account by determining the horizontal distances of the contour lines of opposite narrow side walls in one
  • Fig. 1 shows a continuous casting mold with broad side walls and narrow side walls
  • Fig. 3 further embodiments of a continuous casting mold with narrow side walls according to the invention.
  • FIG. 1 shows a continuous casting mold for the continuous casting of a steel strand in a continuous casting plant, which is, however, essentially also suitable for casting another metal strand, in its basic structure and in two Embodiments, which are attributable to the prior art, and shown schematically in three cracks.
  • the floor plan shows the cross-sectional shape, here a slab cross-section, the elevation follows the section line AA of the floor plan and the cross-section follows the section line BB of the floor plan.
  • the continuous casting mold comprises two wide side walls 1 and two narrow side walls 2 displaceably arranged in an adjustment region between the two wide side walls 1 with adjustment devices not shown in detail.
  • the narrow side walls between the wide side walls are fixed in a clamped position.
  • the two broad side walls 1 and the two narrow side walls 2 together form a mold cavity 3 for receiving molten metal and for the formation of a metal strand.
  • Mold cavity extends from the Kokilleneingangskante 4 to
  • Narrow side wall to realize the width-dependent casting cone was omitted in this presentation.
  • the inner contour of the narrow side wall 2 is configured symmetrically to a Kokillenmittenebene E, parallel to the
  • Each narrow side wall 2 is in three from the Kokilleneingangskante 4 to Kokillenausgangskante 5 reaching narrow side regions 6, namely a
  • Narrow side wall 3 a center region 6a, in the image plane, or in any arbitrary normal plane N on the Kokillenl Kunststoffsachse 8 of a straight line 9 is formed, thus the central portion 6a forms a flat surface.
  • Center region 6a includes a side region 6b whose side region surfaces, viewed geometrically, appear tilted towards the center region.
  • the mold cavity 3 accordingly has broken edges.
  • Figure 2 shows a plan view of two embodiments of a continuous casting mold, each with a narrow side wall 2 according to the invention in its position between the two broad side walls 1, taking into account a casting cone.
  • Each narrow side wall 2 is divided into three narrow side regions 6 reaching from the mold inlet edge 4 to the mold outlet edge 5.
  • Mold cavity in the middle region 6a of the narrow side wall 2 points to the
  • Kokillenausgangskante 5 back in a continuous transition to a straight contour line 12 is returned, which is then shaping for the continuous casting mold leaving the metal strand.
  • Contact lines 7, which connect the Kokilleneintrittskante 4 with the Kokillenaustrittskante 5 and limit the central region, tilted side surface areas 13 from.
  • the contact lines 7 lie in a parallel plane to the broad side wall 1.
  • At the Kokilleneingangskante 4 at the Kokillenausgangskante 5 and in the area between these two edges arise in each normal plane on the Kokillenlssensachse 8 lines 14 from.
  • These straight lines 14 of the two edge regions 6b always produce an opening angle ⁇ greater than in all normal planes on the mold longitudinal axis 90 °. However, this opening angle should not exceed 150 °, as with larger opening angle of the invention underlying effect of an optimal
  • Heat dissipation and an edge rotation of the strand shell is less and less effective.
  • FIG. 2 also shows that the length of the convex contour line 11 in the middle region 6a of the narrow side wall 2 at the mold inlet edge 4 is greater than the straight contour line 12 at the mold exit edge 5, resulting in the selected total contouring of the center region and the selected opening angle ⁇ of the tilted Side area 13 results in an optimum value for a uniform pressure of the local strand shell in the side area areas.
  • the straight lines 14 extend from the contact line 7 to the
  • Narrow side wall 2 chamfered so that the chamfers 17 result.
  • the maximum temperatures occurring at the narrow side wall 2 can be reduced.
  • Narrow sidewalls 2 of a continuous casting mold which are shown in Figure 3, the mold cavity in the central region 6a at the Kokilleneingangskante 4 a convex contour line 1 1, which up to Kokillenausgangskante 5 in a continuous transition to a likewise convex contour line 15 with a smaller curvature than at the Kokilleneintrittskante 4 is withdrawn.
  • the convex contour lines 1 1, 15 may be formed by circular arcs, wherein the radius R2 of the
  • Circular arc 16 at the Kokillenausgangskante 5 is greater than the radius R1 of the circular arc 16 at the Kokilleneingangskante.
  • Figure 3 shows two further embodiments of the invention, which improves the rotation of the strand shell in the transition region between the center region and the edge region, but also between the edge region and the adjacent broad side wall, that the tilted side surface areas 13 of the edge regions 6b of the narrow side wall 2, starting from the contact lines 7 in the direction of Mold cavity 3 are formed out twisted. This is illustrated by the different angular position of the straight line 14 at the mold inlet edge 4 and the mold exit edge 5.
  • the straight lines 14 extend from the contact line 7 to the

Abstract

Bei einer Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstranges mit Breitseitenwänden (1) und zwischen den Breitseitenwänden (1) verschiebbar angeordneten Schmalseitenwänden (2), bei der Breitseitenwände (1) und Schmalseitenwände (2) gemeinsam einen von einer Kokilleneingangskante (4) bis zu einer Kokillenausgangskante (5) reichenden Formhohlraum (3) für die Aufnahme von Metallschmelze und die Ausbildung des Metallstranges bilden und jede Schmalseitenwand (2) in drei von der Kokilleneingangskante (4) bis zur Kokillenausgangskante (5) reichenden Schmalseitenbereiche (6) gegliedert ist, soll die kontinuierliche Wärmeabfuhr und eine gezielte Kantenrotation der Strangschale in Übergangsbereichen erzielt werden. Dies wird erreicht, indem der Formhohlraum in einem Mittenbereich (6a) jeder Schmalseitenwand (2) an der Kokilleneingangskante (4) eine konvexe Konturlinie (11) aufweist, die bis zur Kokillenausgangskante (5) in einem kontinuierlichen Übergang auf eine gerade Konturlinie (12) oder auf eine konvexe Konturlinie (15) mit kleinerer Krümmung als an der Kokilleneingangskante (5) zurückgeführt ist.

Description

Stranqqießkokille
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstranges gemäß dem Oberbegriff des geltenden Anspruchs 1.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen eines Stahlstranges mit Brammen-, Dünnbrammen- oder Bandquerschnitt. Hierbei können die Breitseitenwande der Kokille an der den Formhohlraum bildenden Seite von einer ebenen Platte gebildet sein, aber auch eine trichterförmige
Erweiterung über zumindest einen Teilbereich ihrer Längserstreckung aufweisen und im Zusammenwirken mit den Schmalseitenwänden eine Trichterkokille zum
Dünnbrammengießen ausbilden.
Stand der Technik
Stranggießkokillen der erfindungsgemäßen Art sind bereits aus mehreren
Veröffentlichungen bekannt, beispielsweise aus der KR 2004-0058588 A, der DE 1508802 A1 oder der WO 99/12675 A1.
Diese beschriebenen Stranggießkokillen weisen Breitseitenwände und zwischen den Breitseitenwänden verschiebbar angeordnete Schmalseitenwände auf, wobei Breitseitenwände und Schmalseitenwände gemeinsam einen von einer
Kokilleneingangskante bis zu einer Kokillenausgangskante reichenden
Formhohlraum für die Aufnahme von Metallschmelze und die Ausbildung des Metallstranges bilden. Derartige Stranggießkokillen ermöglichen individuelle
Breitenänderungen des Querschnittsformats des zu gießenden Metallstranges, gegebenenfalls bei entsprechender konstruktiver Ausgestaltung auch einen
Dickenwechsel des zu gießenden Metallstranges, während des kontinuierlichen Gießbetriebes. Jede Schmalseitenwand ist in drei von der Kokilleneingangskante bis zur Kokillenausgangskante reichende Schmalseitenbereiche gegliedert, die einen Mittenbereich und beiderseits daran anschließende Randbereiche umfassen. Die Randbereiche der Schmalseitenwand weisen ausgehend von der jeweiligen
Kontaktlinie mit dem angrenzenden Mittenbereich zum Formhohlraum hin gekippte Seitenbereichflächen auf. Damit wird innerhalb der Kokille ein Formhohlraum mit gebrochenen Kanten oder Phasen erzielt und solcherart die bekannte Problematik bei der Strangerstarrung im Kanten- bzw. Eckenbereich einer Stranggießkokille, nämlich das Abheben des Stranges in diesem Bereich und die damit verbundene unregelmäßig Kühlung, sowie die daraus resultierende Ausbildung von Kanten- und Längsrissen, verringert aber nicht vollständig beseitigt.
Darüber hinaus sind Schmalseitenwände, die von einer durchgehend ebenen Wand gebildet sind, gängiger Stand der Technik. Eine derartige Ausführungsform ist ebenfalls in der KR 2004-0058588 A dargestellt.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Stranggießkokille mit
Breitseitenwänden und Schmalseitenwänden vorzuschlagen, die die beschriebenen Nachteile des bekannten Standes der Technik weiter verringert und bei der eine ausreichende und gleichmäßig gute Wärmeabfuhr in den Randbereichen einer Schmalseitenwand durch Ausbildung einer Kantenrotation des sich ausbildenden Metallstranges, bzw. dessen Strangschale, in einer Übergangszone vom
Mittenbereich zu den angrenzenden Randbereichen der Schmalseitenwand gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dies erfolgt dadurch, dass der Formhohlraum in einem
Mittenbereich jeder Schmalseitenwand an der Kokilleneingangskante eine konvexe Konturlinie aufweist, die bis zur Kokillenausgangskante in einem kontinuierlichen Übergang auf eine gerade Konturlinie oder auf eine konvexe Konturlinie mit kleinerer Krümmung als an der Kokilleneingangskante zurückgeführt ist.
Durch die spezielle Ausgestaltung der Konturlinien im Mittenbereich der
Schmalseitenwand von der Kokilleneingangskante bis zur Kokillenausgangskante mit einer kontinuierlichen Reduzierung der konvexen Ausbauchung des Formhohlraums wird die Strangschale verstärkt in die Abschrägung der gekippten Seitenbereichsflächen gedrückt und dort die lokal reduzierte Wärmeabfuhr erhöht, somit Spaltbildungen zwischen Strangschale und Kokillenwand vermieden und die Betriebssicherheit erhöht. Dieser Betrachtung liegen aufeinander folgende
Normalebenen auf die Kokillenlängsachse von der Kokilleneingangskante bis zur Kokillenausgangskante zugrunde.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Länge der konvexen Konturlinie im Mittenbereich der Schmalseitenwand an der Kokilleneingangskante größer als die Länge der Konturlinie im Mittenbereich der Schmalseitenwand an der Kokillenausgangskante. Durch die sich dadurch ergebende kontinuierliche Abnahme der Konturlinienlänge auf der Wegstrecke von der Kokilleneingangskante bis zur Kokillenausgangskante kann die Schrumpfung der Strangschale auf ihren Weg durch und aus der Kokille besser gefolgt werden und gleichzeitig das Andrücken der Strangschale in die gekippte Seitenbereichsfläche in einem vorbestimmten und gewünschten Anpressdruckkraftbereich gehalten werden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Mittenbereiches ergibt sich, wenn die konvexe Konturlinie des Mittenbereiches der Schmalseitenwand an der Kokilleneingangskante von einem Kreisbogen oder von einer zu einer die Kokillenmittenebene
schneidenden und zu dieser symmetrisch verlaufenden Kurve mit stetig
zunehmender oder abnehmender Krümmung gebildet ist, wobei die Krümmung der konvexen Konturlinie in aufeinander folgenden Normalebenen auf die
Kokillenlängsachse von der Kokilleneingangskante bis zur Kokillenausgangskante stetig abnimmt.
Eine bevorzugte Ausführungsform ergibt sich, wenn die konvexe Konturlinie des Mittenbereichs der Schmalseitenwand an der Kokilleneingangskante von einem Kreisbogen gebildet ist, dessen Krümmung in aufeinander folgenden Normalebenen auf die Kokillenlängsachse stetig abnimmt und an der Kokillenausgangskante den Wert Null erreicht, die Konturlinie somit eine Gerade bildet. Es ergeben sich dadurch sowohl fertigungstechnische Vorteile als auch eine Vergleichmäßigung der Pressung der Strangschale in die Randbereiche der Schmalseitenwände.
Die Konturlinien im Mittenbereich der Schmalseitenwand können gleichermaßen aber auch von anderen mathematischen Funktionen abgeleitet sein, wie beispielsweise Ellipsen, Parabeln, trigonometrischen Funktionen oder anderen Funktionen mit zu einer Bezugsachse, konkreter zur die Kokillenmittenebene schneidenden und symmetrischen Verläufen.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Kontaktlinien der Seitenbereiche mit dem Mittenbereich parallel zu den Breitseitenwänden innerhalb eines Verschiebebereiches der Schmalseitenwände entlang der Breitseitenwände ausgerichtet. In der gängigen Praxis bilden sowohl die beiden Schmalseitenwände als auch die beiden Breitseitenwände einen Gießkonus aus, sodass die Kontaktlinien windschief zur Kokillenlängsachse orientiert sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Konturlinie der
Schmalseitenbereiche der Schmalseitenwand an der Kokilleneingangskante von einer Geraden oder einem Kreisbogen oder einem zu einer zur Kokillenmittenebene symmetrisch verlaufenden Kurve mit stetig zunehmender oder abnehmender Krümmung gebildet. Die Konturlinie der Schmalseitenbereiche der
Schmalseitenwand an der Kokillenausgangskante ist von einer Geraden gebildet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Konturlinie sowohl an der
Kokilleneingangskante als auch an der Kokillenausgangskante von einer Geraden gebildet. Auch im Übergangsbereich von der Kokilleneingangskante bis zur
Kokillenausgangskante bleibt die Konturlinie in allen Normalebenen stets eine Gerade.
Die Verkippung der Randbereiche einer Schmalseitenwand führt zu einer wirksamen Kanten rotation der Strangschalen in den beiden Übergangszonen vom Mittenbereich zu den angrenzenden Randbereichen, wenn die von Gerade gebildeten Konturlinien in den Randbereichen der Schmalseitenwand in jeder zur Kokillenlängsachse liegenden Normalebene einen Öffnungswinkel größer 90° bilden. Je mehr sich der Öffnungswinkel gegen 180° bewegt desto geringer wird die durch die spezielle Konturierung des Mittenbereiches erzielte Pressung der Strangschale gegen die Randbereiche. Ein für die Lösung der Aufgabe wirksamer Öffnungswinkel liegt daher zwischen 90° und 150°. Optimale Bedingungen ergeben sich bei einem
Öffnungswinkel in einem Bereich zwischen 1 10° und 140°. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die gekippte Seitenbereichsfläche des Randbereiches der Schmalseitenwand ausgehend von der Kontaktlinie zwischen Mittenbereich und Randbereich in Richtung zum
Formhohlraum hin verdrillt ausgebildet ist. Damit kann eine Kantenrotation der sich in der Kokille bildenden Strangschale auch in der Übergangszone vom Randbereich der Schmalseitenwand zur Breitseitenwand induziert werden.
Die im Wesentlichen von den Kühlbedingungen und den Gefügeumwandlungen abhängige Schrumpfung wird berücksichtigt, indem die horizontalen Abstände der Konturlinien einander gegenüberliegenden Schmalseitenwänden in einer
Normalebene zur den Formhohlraum der Stranggießkokille durchsetzenden
Kokillenlängsachse von der Kokilleneinganskante bis zur Kokillenausgangskante stetig abnehmen. Auch auf diese Weise kann eine Vergleichmäßigung der Pressung der Strangschale in den Randbereiche der Schmalseitenwände erzielt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 eine Stranggießkokille mit Breitseitenwänden und Schmalseitenwänden
gemäß dem Stand der Technik in drei Ansichten,
Fig. 2 zwei Ausführungsformen einer Stranggießkokille mit erfindungsgemäßen Schmalseitenwänden,
Fig. 3 weitere Ausführungsformen einer Stranggießkokille mit erfindungsgemäßen Schmalseitenwänden.
Ausführung der Erfindung
In Figur 1 ist eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen eines Stahlstranges in einer Stranggießanlage, die aber im Wesentlichen auch zum Gießen eines sonstigen Metallstranges geeignet ist, in ihrem grundsätzlichen Aufbau und in zwei Ausführungsformen, die dem Stand der Technik zuzurechnen sind, und in drei Rissen schematisch dargestellt. Der Grundriss zeigt die Querschnittsform, hier einen Brammenquerschnitt, der Aufriss folgt der Schnittlinie A-A des Grundrisses und der Kreuzriss folgt der Schnittlinie B-B des Grundrisses.
Die Stranggießkokille umfasst zwei Breitseitenwände 1 und zwei zwischen den beiden Breitseitenwänden 1 mit nicht näher dargestellten Versteileinrichtungen in einem Verstellbereich verschiebbar angeordneten Schmalseitenwänden 2. Während des Gießbetriebes sind die Schmalseitenwände zwischen den Breitseitenwänden in einer geklemmten Position fixiert. Die beiden Breitseitenwände 1 und die beiden Schmalseitenwände 2 bilden zusammen einen Formhohlraum 3 für die Aufnahme von Metallschmelze und für die Ausbildung eines Metallstranges. Dieser
Formhohlraum erstreckt sich von der Kokilleneingangskante 4 bis zur
Kokillenausgangskante 5. Auf die üblicherweise schräge Ausrichtung der
Schmalseitenwand, um den breitenabhängigen Gießkonus zu realisieren, wurde in dieser Darstellung verzichtet. Die Innenkontur der Schmalseitenwand 2 ist symmetrisch zu einer Kokillenmittenebene E ausgestaltet, die parallel zur
Breitseitenwand 1 verläuft und die Kokillenlängsachse 8 umfasst. Im Aufriss der Figur 1 ist mit strichlierten Linien das Badspiegelniveau der kontinuierlich
zufließenden Metallschmelze und die sich darunter allmählich ausbildende und dicker werdende Strangschale dargestellt.
Jede Schmalseitenwand 2 ist in drei von der Kokilleneingangskante 4 bis zur Kokillenausgangskante 5 reichende Schmalseitenbereiche 6, nämlich einem
Mittenbereich 6a und seitlich daran beidseitig anschließende Randbereiche 6b gegliedert. Kontaktlinien 7, die zumeist Kanten in der Schmalseitenwand 3 bilden und parallel zu einer Breitseitenwand ausgerichtet sind, trennen den zentralen
Mittenbereich 6a von den beiden Seitenbereichen 6b. Ausrundungen können die Kantenwirkung an den Kontaktlinien 7 minimieren.
Im Grundriss der Figur 1 sind zwei Ausführungsformen bekannter
Schmalseitenwände dargestellt, die dieses Bauprinzip bereits verwirklichen, jedoch die eingangs bei der Würdigung des Standes der Technik beschriebenen Nachteile aufweisen. In der oberen Bildhälfte des Grundrisses der Figur 1 weist die
Schmalseitenwand 3 einen Mittenbereich 6a auf, der in der Bildebene, bzw. in einer beliebig gewählten Normalebene N auf die Kokillenlängsachse 8 von einer Geraden 9 gebildet ist, somit der Mittenbereich 6a eine ebene Fläche bildet. An den
Mittenbereich 6a schließt ein Seitenbereich 6b an, dessen Seitenbereichsflächen geometrisch betrachtet, zum Mittenbereich gekippt erscheinen. Der Formhohlraum 3 weist dementsprechend gebrochene Kanten auf. Nach einer weiteren
Ausführungsform des Standes der Technik, die in der unteren Bildhälfte des
Grundrisses der Figur 1 veranschaulicht ist, ist der Mittenbereich 6a konkav erweitert und bildet so eine Einbuchtung 10 in den Formhohlraum 3 hinein aus. Daran schließt ein Seitenbereich 6b in gleicher Weise an, wie bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform. Beide Ausführungsformen führen zu keiner optimalen Lösung des Wärmetransfers im Übergangsbereich von Schmalseitenwand zur Breitseitenwand, wie eingangs bereits bei der Würdigung des Standes der Technik ausgeführt.
Figur 2 zeigt in einem Grundriss zwei Ausführungsformen einer Stranggießkokille mit je einer erfindungsgemäßen Schmalseitenwand 2 in ihrer Position zwischen den beiden Breitseitenwänden 1 unter Berücksichtigung eines Gießkonus.
Dementsprechend zeigen diese Darstellungen sowohl die Kokilleneintrittskante 4 und damit deren Konturverlauf an der Schmalseitenwand 2 im Raum zwischen den beiden Breitseitenwänden 1 als auch die Kokillenaustrittskante 5 und damit deren Konturverlauf an der Schmalseitenwand 2 im Raum zwischen den beiden
Breitseitenwänden 1 .
Jede Schmalseitenwand 2 ist in drei von der Kokilleneingangskante 4 bis zur Kokillenausgangskante 5 reichende Schmalseitenbereiche 6 gegliedert. Der
Formhohlraum im Mittenbereich 6a der Schmalseitenwand 2 weist an der
Kokilleneingangskante 4 eine konvexe Konturlinie 1 1 auf, die zur
Kokillenausgangskante 5 hin in einem kontinuierlichen Übergang auf eine gerade Konturlinie 12 zurückgeführt ist, die dann formgebend für den die Stranggießkokille kontinuierlich verlassenden Metallstrang ist. Die beiden an den Mittenbereich 6a beiderseits anschließenden Randbereiche 6b stellen ausgehend von den
Kontaktlinien 7, die die Kokilleneintrittskante 4 mit der Kokillenaustrittskante 5 verbinden und den Mittenbereich begrenzen, gekippte Seitenbereichsflächen 13 aus. Die Kontaktlinien 7 liegen in einer Parallelebene zur Breitseitenwand 1. An der Kokilleneingangskante 4, an der Kokillenausgangskante 5 und im Bereich zwischen diesen beiden Kanten ergeben sich in jeder Normalebene auf die Kokillenlängsachse 8 Geraden 14 aus. Diese Geraden 14 der beiden Randbereiche 6b ergeben in allen Normalebenen auf die Kokillenlängsachse stets einen Öffnungswinkel γ größer als 90°. Dieser Öffnungswinkel sollte jedoch 150° nicht überschreiten, da mit größerem Öffnungswinkel der der Erfindung zugrunde liegende Effekt einer optimalen
Wärmeabfuhr und einer Kanten rotation der Strangschale immer weniger wirksam wird.
Figur 2 zeigt auch, dass die Länge der konvexen Konturlinie 1 1 im Mittenbereich 6a der Schmalseitenwand 2 an der Kokilleneingangskante 4 größer ist als die gerade Konturlinie 12 an der Kokillenausgangskante 5, wodurch sich aus der ausgewählten Gesamtkonturierung des Mittenbereichs und des gewählten Öffnungswinkels γ der gekippten Seitenbereichsflächen 13 ein optimaler Wert für eine gleichmäßige Pressung der örtlichen Strangschale in die Seitenbereichsflächen ergibt.
Die horizontalen Abstände der Konturlinien 1 1 , 12 einander gegenüberliegender Schmalseitenwände 2 in einer Normalebene N zur den Formhohlraum 3 der Kokille durchsetzenden Kokillenlängsachse 8 nehmen von der Kokilleneingangskante 4 bis zur Kokillenausgangskante 5 kontinuierlich ab.
Bei der ersten Ausführungsform, die in der oberen Bildhälfte von Figur 2 dargestellt ist, erstrecken sich die Geraden 14 von der Kontaktlinie 7 bis zu den
Breitseitenwänden 1 . Bei der zweiten Ausführungsform, die in der unteren Bildhälfte von Figur 2 dargestellt ist, wurden die Geraden 14 in Richtung der
Schmalseitenwand 2 angefast, sodass sich die Fasen 17 ergeben. Durch die Anfasung des Randbereichs 6b können die maximal auftretenden Temperaturen an der Schmalseitenwand 2 reduziert werden.
Nach zwei weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Schmalseitenwände 2 einer Stranggießkokille, die in Figur 3 dargestellt sind, weist der Formhohlraum im Mittenbereich 6a an der Kokilleneingangskante 4 eine konvexe Konturlinie 1 1 auf, die bis zur Kokillenausgangskante 5 in einem kontinuierlichen Übergang auf eine ebenfalls konvexe Konturlinie 15 mit kleinerer Krümmung als an der Kokilleneintrittskante 4 zurückgenommen ist. Nach einer sehr zweckmäßigen Ausführungsform, die sich ebenfalls aus Figur 3 ergibt, können die konvexen Konturlinien 1 1 , 15 von Kreisbögen gebildet sein, wobei der Radius R2 des
Kreisbogens 16 an der Kokillenausgangskante 5 größer ist als der Radius R1 des Kreisbogens 16 an der Kokilleneingangskante 4. Figur 3 zeigt zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung, die die Rotation der Strangschale im Übergangsbereich zwischen Mittenbereich und Randbereich, aber auch zwischen Randbereich und der anliegenden Breitseitenwand verbessert, dass die gekippten Seitenbereichsflächen 13 der Randbereiche 6b der Schmalseitenwand 2 ausgehend von den Kontaktlinien 7 in Richtung zum Formhohlraum 3 hin verdrillt ausgebildet sind. Dies ist durch die unterschiedliche Winkellage der Geraden 14 an der Kokilleneingangskante 4 und der Kokillenausgangskante 5 veranschaulicht.
Bei der ersten Ausführungsform, die in der oberen Bildhälfte von Figur 3 dargestellt ist, erstrecken sich die Geraden 14 von der Kontaktlinie 7 bis zu den
Breitseitenwänden 1 . Bei der zweiten Ausführungsform, die in der unteren Bildhälfte von Figur 3 dargestellt ist, wurden die Geraden 14 der Schmalseitenwand 2 im Bereich der Breitseitenwand abgerundet, sodass sich die Radien 18 ergeben. Durch die Abrundung des Randbereichs 6b können die maximal auftretenden
Temperaturen an der Schmalseitenwand 2 reduziert werden.
Bezugszeichenliste:
1 Breitseitenwand
2 Schmalseitenwand
3 Formhohlraum
4 Kokilleneingangskante
5 Kokillenausgangskante
6 Schmalseitenbereiche
6a Mittenbereich
6b Randbereich
7 Kontaktlinie
8 Kokillenlängsachse
9 Gerade
10 Einbuchtung
1 1 konvexe Konturlinie
12 gerade Konturlinie
13 gekippte Seitenbereichsfläche
14 Gerade
15 konvexe Konturlinie
16 Kreisbogen
17 Fase
18 Radius
E Kokillenmittenebene
N Normalebene auf Kokillenlängsachse 8
R1 ,R2 Radius des Kreisbogens 16 γ Öffnungswinkel

Claims

Patentansprüche:
1 . Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstranges mit Breitseitenwanden (1 ) und zwischen den Breitseitenwanden (1 ) verschiebbar angeordneten Schmalseitenwänden (2), wobei Breitseitenwände (1 ) und Schmalseitenwände (2) gemeinsam einen von einer Kokilleneingangskante (4) bis zu einer Kokillenausgangskante (5) reichenden Formhohlraum (3) für die Aufnahme von Metallschmelze und die Ausbildung des Metallstranges bilden, wobei jede Schmalseitenwand (2) in drei von der
Kokilleneingangskante (4) bis zur Kokillenausgangskante (5) reichenden Schmalseitenbereiche (6) gegliedert ist, die einen Mittenbereich (6a) und beiderseits daran anschließende Randbereiche (6b) umfassen, und die Randbereiche (6b) ausgehend von der jeweiligen Kontaktlinie (7) mit dem Mittenbereich (6a) zum Formhohlraum (3) hin gekippte Seitenbereichflächen (13) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum (3) in einem Mittenbereich (6a) jeder Schmalseitenwand (2) an der
Kokilleneingangskante (4) eine konvexe Konturlinie (1 1 ) aufweist, die bis zur Kokillenausgangskante (5) in einem kontinuierlichen Übergang auf eine gerade Konturlinie (12) oder auf eine konvexe Konturlinie (15) mit kleinerer Krümmung als an der Kokilleneingangskante (5) zurückgeführt ist.
2. Stranggießkokille nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Länge der konvexe Konturlinie (1 1 ) im Mittenbereich (6a) der
Schmalseitenwand (2) an der Kokilleneingangskante (4) größer ist als die Länge der Konturlinie (12, 15) im Mittenbereich (6a) der Schmalseitenwand (2) an der Kokillenausgangskante (5).
3. Stranggießkokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Konturlinie (1 1 ) des Mittenbereiches (6a) der Schmalseitenwand (2) an der Kokilleneingangskante (4) von einem Kreisbogen (16) oder von einer zu einer die Kokillenmittenebene (E) schneidenden und zu dieser symmetrisch verlaufenden Kurve mit stetig zunehmender oder abnehmender Krümmung gebildet ist, wobei die
Krümmung der konvexen Konturlinie in aufeinander folgenden Normalebenen (N) auf die Kokillenlängsachse (8) von der Kokilleneingangskante (4) bis zur Kokillenausgangskante (5) stetig abnimmt.
4. Stranggießkokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlinien (7) der Seitenbereiche (6b) mit dem Mittenbereich (6a) parallel zu den Breitseitenwänden (1 ) innerhalb eines Verschiebebereiches der Schmalseitenwände (2) entlang der
Breitseitenwände (1 ) ausgerichtet sind.
5. Stranggießkokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturlinie (1 1 ) der Schmalseitenbereiche (6b) der Schmalseitenwand (2) an der Kokilleneingangskante (4) von einer Geraden (14) oder einem Kreisbogen oder einem zu einer zur
Kokillenmittenebene (E) symmetrisch verlaufenden Kurve mit stetig zunehmender oder abnehmender Krümmung gebildet ist.
6. Stranggießkokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturlinie (1 1 ) der Schmalseitenbereiche (6b) der Schmalseitenwand (2) an der Kokillenausgangskante (5) von einer Geraden (14) gebildet ist.
7. Stranggießkokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von Geraden (14) gebildeten Konturlinien (1 1 ) in den Randbereichen (6b) der Schmalseitenwand (2) in jeder zur
Kokillenlängsachse liegenden Normalebene (N) einen Öffnungswinkel (γ) größer 90° bilden, vorzugsweise dieser Öffnungswinkel in einem Bereich zwischen 1 10° und 140° liegt.
8. Stranggießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gekippte Seitenbereichsfläche (13) des
Randbereiches (6b) der Schmalseitenwand (2) ausgehend von der
Kontaktlinie (7) zwischen Mittenbereich (6a) und Randbereich (6b) in Richtung zum Formhohlraum (3) hin verdrillt ausgebildet ist.
9. Stranggießkokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontalen Abstände der Konturlinien (1 1 ) einander gegenüberliegenden Schmalseitenwänden (2) in einer Normalebene (N) zur den Formhohlraum (3) der Stranggießkokille durchsetzenden
Kokillenlängsachse (8) von der Kokilleneinganskante (4) bis zur
Kokillenausgangskante (5) stetig abnehmen.
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