DE10056910A1 - Billet and block mold with partially regulated heat dissipation over the mold circumference and mold height - Google Patents
Billet and block mold with partially regulated heat dissipation over the mold circumference and mold heightInfo
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Abstract
Eine Stranggießkokille, insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vorblocksträngen, deren Gießrohr (1) von einem Kokillengehäuse (2) mit Spaltabstand (3) umgeben ist, in den ein Kühlmedium (4) ausführbar und wieder abführbar ist, kann die Geschwindigkeit des Kühlmediums (4) im Kühlkanal des Kokillengehäuses (2) über die Geometrie des Kühlmedium-Leitmantels (2a) dahingehend steuern, dass der Kühlmedium-Spalt (5) derart über die Kokillenhöhe (6) unterschiedlich breit ist, dass im oberen Kokillenbereich (6a) der Kühlmedium-Spalt (5) eng ist, entsprechend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit, und im unteren Kokillenbereich (6b) relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigen Kühlmedium-Geschwindigkeit.A continuous casting mold, in particular for casting billet or blooms, the casting tube (1) of which is surrounded by a mold housing (2) with a gap distance (3) into which a cooling medium (4) can be carried out and removed again, the speed of the cooling medium ( 4) Control in the cooling channel of the mold housing (2) via the geometry of the cooling medium guiding jacket (2a) such that the cooling medium gap (5) is of different width over the mold height (6) in such a way that the cooling medium in the upper mold region (6a) Gap (5) is narrow, corresponding to a high cooling medium speed, and is relatively wide in the lower mold region (6b), corresponding to a relatively low cooling medium speed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille, insbesondere zum Gießen von Knüp pel- oder Vorblocksträngen, deren Gießrohr von einem Kokillengehäuse mit Spaltabstand umgeben ist, in den ein Kühlmediumstrom zuführbar und wieder abführbar ist.The invention relates to a continuous casting mold, in particular for casting knots pel or blooms, the pour tube from a mold housing with Gap distance is surrounded, in which a coolant flow can be fed and again is dissipatable.
Beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, erstarrt der flüssige
Stahl im Verlauf des Gießprozesses von außen nach innen in der Stranggießko
kille. Die Erstarrung erfolgt näherungsweise hyperbelförmig nach der Gleichung
When continuously casting metals, especially steel, the molten steel solidifies in the continuous casting mold from the outside to the inside in the course of the casting process. The solidification is approximately hyperbolic according to the equation
s = k × √t
(s = Strangschalendicke; k = Abkühlungsfaktor; t = Zeit).s = k × √t
(s = strand shell thickness; k = cooling factor; t = time).
Um die sich daraus ergebende Erstarrungskurve schon in der Stranggießkokille zu berücksichtigen, kann in der Stranggießkokille die Regulierung der Wärmeabfuhr über örtlich abgestimmte Wassergeschwindigkeiten erfolgen. Im Meniskus des Kokillen-Badspiegels muss ein Maximum an Wärme abgeführt werden, während am Austritt der Stranggießkokille eine entsprechend geringere Wärmemenge ab zuführen ist.To the resulting solidification curve already in the continuous casting mold can take into account the regulation of heat dissipation in the continuous casting mold take place via locally coordinated water speeds. In the meniscus of the Mold bath level needs to dissipate maximum heat while a correspondingly smaller amount of heat is emitted at the outlet of the continuous casting mold is to be fed.
Aus der DE-OS 14 83 556 ist eine Kühlzonen-Einteilung auf die Kokillenhöhe vor gesehen, wobei jeder der übereinanderliegenden Kühlzonen eine eigene Zu- und Abführleitung zugeteilt ist. From DE-OS 14 83 556 a cooling zone division to the mold height is in front seen, with each of the superimposed cooling zones a separate access and Discharge line is allocated.
Aus der DE-AS 16 08 059 ist es bekannt, das Kühlmedium in senkrechten Kanä len von unten nach oben durch den Kühlkasten der Kokille zu leiten und einen ho hen Gegendruck aufzubauen.From DE-AS 16 08 059 it is known that the cooling medium in vertical channels len from the bottom up through the cooling box of the mold and a ho build up back pressure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Geschwindigkeit des Kühlmediums im Kühlkanal des Kühlmantels einer Stranggießkokille über die Geometrie des Kühlmediumleitmantels zu steuern.The invention has for its object the speed of the cooling medium in the cooling channel of the cooling jacket of a continuous casting mold on the geometry of the To control the coolant jacket.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kühlmedi um-Spalt derart über die Kokillenhöhe unterschiedlich breit ist, dass im oberen Kokillenbereich der Kühlmedium-Spalt eng ist, entsprechend einer hohen Kühlme dium-Geschwindigkeit, und im unteren Kokillenbereich relativ breit ist, entspre chend einer relativ niedrigeren Kühlmedium-Geschwindigkeit. Dadurch kann durch diese geometrische Gestaltung der Kühlmedienkanäle eine Regulierung der Was sergeschwindigkeiten und damit der Wärmeabfuhr erreicht werden.The object is achieved according to the invention in that the cooling medium um gap is so wide across the mold height that in the upper Mold area of the cooling medium gap is narrow, corresponding to a high cooling gap dium speed, and is relatively wide in the lower mold area, correspond a relatively lower cooling medium speed. This allows through this geometric design of the cooling media channels regulates what speeds and thus heat dissipation can be achieved.
Dabei entspricht zumindest die senkrechte Kontur der äußeren Kühlmediumspalt- Wandung einer Negativform der Erstarrungslinie im Gießstrang die von oben nach unten verläuft. Diese Negativform führt zu kleinen Kühlmedium- Geschwindigkeiten im unteren Kokillenbereich und durch den engen Spalt zu ho hen Kühlmedium-Geschwindigkeiten im oberen Kokillenbereich.At least the vertical contour corresponds to the outer coolant gap. Wall of a negative form of the solidification line in the casting strand from above runs down. This negative form leads to small cooling medium Speeds in the lower mold area and through the narrow gap to ho hen cooling medium speeds in the upper mold area.
Eine weitere Verbesserung der geometrischen Kühlspaltformen ergibt sich da durch, dass der Kühlmedium-Spalt in Eckenbereichen zusätzlich vergrößert ist. Da die Ecken des Gießstrangs im Vergleich zu den Flächen weniger Wärmeabfuhr erfordern, kann hier die Kühlmedium-Geschwindigkeit etwas verringert werden. There is a further improvement in the geometric cooling gap shapes due to the fact that the cooling medium gap is additionally enlarged in corner areas. There the corners of the casting strand compared to the surfaces less heat dissipation the cooling medium speed can be reduced somewhat here.
Eine ähnliche Verbesserung stellt dar, dass der Kühlmedium-Spalt über die Kokil lenbreitseiten und/oder die Kokillenlängsseiten unterschiedlich breit ist, wobei der enge Spalt jeweils in der Seitenmitte vorgesehen ist. Dadurch wird in den Seiten mitten durch die engen Spalte wiederum eine größere Kühlmedium- Geschwindigkeit und an den Ecken durch die Ausbauchungen eine geringere Ge schwindigkeit erzielt.A similar improvement is that the cooling medium gap over the Kokil len wide sides and / or the long sides of the mold is of different widths, the narrow gap is provided in the middle of the page. This will result in the pages through the narrow gaps again a larger cooling medium Speed and at the corners by the bulges a lower Ge achieved speed.
Für die Fertigung ist es vorteilhaft, dass das Gießrohr zylindrisch ausgebildet ist und das Kokillengehäuse (der Wasserleitmantel) die senkrechte Kontur aufweist.It is advantageous for production that the pouring tube is cylindrical and the mold housing (the water guiding jacket) has the vertical contour.
Eine günstige Strömung bei kleinem Strömungswiderstand entsteht ferner da durch, dass die Eckbereiche einer horizontalen Kontur jeweils ovalförmig aus bauchend ausgebildet sind.A favorable flow with a small flow resistance also arises there through that the corner areas of a horizontal contour each have an oval shape are bulging.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch darge stellt und wird nachfolgend näher erläutert.In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically Darge represents and is explained in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Stranggießkokille und Fig. 1 shows a vertical section through the continuous casting mold and
Fig. 2 einen horizontalen Schnitt gemäß der Schnittangabe A-A in Fig. 1. Fig. 2 shows a horizontal section according to the indication of AA in FIG. 1.
Die Stranggießkokille dient insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vor blocksträngen und ist mit einem Gießrohr 1 und einem Kokillengehäuse 2 verse hen, das einen Wasserleitmantel 2a bildet. Das Kokillengehäuse 2 liegt mit Spaltabstand 3 um das Gießrohr 1. Das Kühlmedium 4, wie üblich Wasser oder Wasser mit Zusätzen, wird in den Kühlmedium-Spalt 5 auf der Kokillenhöhe 6 im unteren Kokillenbereich 6b zugeführt und unter Erwärmung beim Hochsteigen im oberen Kokillenbereich 6a wieder in Pfeilrichtung nach erfolgter Wärmeaufnahme abgeführt. The continuous casting mold is used in particular for casting billets or before block strands and is provided with a pouring tube 1 and a mold housing 2 , which forms a water jacket 2 a. The mold housing 2 lies at a gap distance 3 around the pouring tube 1 . The cooling medium 4 , as usual water or water with additives, is fed into the cooling medium gap 5 at the mold height 6 in the lower mold region 6 b and, when heated, rises again in the upper mold region 6 a in the direction of the arrow after the heat has been absorbed.
Der Kühlmedium-Spalt 5 ist derart über die Kokillenhöhe 6 unterschiedlich breit, indem im oberen Kokillenbereich 6a der Kühlmedium-Spalt 5 eng ist, entspre chend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit, und im unteren Kokillenbereich 6b relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigeren Kühlmedium- Geschwindigkeit. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums 4 richtet sich dabei nach der Negativform der Erstarrungslinie im Gießstrang, nach der zumin dest die senkrechte Kontur 7 der äußeren Kühlmedium-Spaltwandung 5a festge legt ist (Fig. 1).The cooling medium gap 5 is different in such a way over the mold 6 wide, by a cooling medium gap is narrow in the upper mold region 6 5, accordingly a high coolant speed, and b in the lower mold region 6 is relatively wide, a relatively lower accordingly Cooling medium speed. The flow rate of the cooling medium 4 depends on the negative shape of the solidification line in the casting line, according to which at least the vertical contour 7 of the outer cooling medium gap wall 5 a is festge ( Fig. 1).
Entsprechend dem Schnitt A-A in der Horizontalen (Fig. 2) ist der Kühlmedium- Spalt 5 in den Eckenbereichen 8 zusätzlich vergrößert. Der Kühlmedium-Spalt 5 ist nach dem Grundgedanken über die Kokillenbreitseite 9 und/oder die Kokil lenlängsseite 10 unterschiedlich breit, wobei der enge Spalt 11 jeweils in der Sei tenmitte 12 liegt.Corresponding to the section AA in the horizontal ( FIG. 2), the cooling medium gap 5 in the corner regions 8 is additionally enlarged. The cooling medium gap 5 is based on the basic idea about the mold broad side 9 and / or the Kokil lenlängseite 10 different widths, the narrow gap 11 is in the Be tenmitte 12 .
Die Herstellung des Gießrohrs 1 ist einfach und kann sehr formgenau durchge führt werden, da das Gießrohr 1 für sich alleine zylindrisch ausgebildet ist und das Kokillengehäuse 2 die senkrechte Kontur 7 aufweist (Fig. 1). Dieselbe Eigenschaft ergibt sich im horizontalen Schnitt (Fig. 2), wenn die Eckenbereiche 8 einer hori zontalen Kontur 13 jeweils ovalförmig ausgebaucht sind.The production of the pouring tube 1 is simple and can be carried out in a very precise shape, since the pouring tube 1 is cylindrical in its own right and the mold housing 2 has the vertical contour 7 ( FIG. 1). The same property arises in the horizontal section ( FIG. 2) when the corner regions 8 of a horizontal contour 13 are each bulged in an oval shape.
Die jeweilige Spaltbreite folgt der Funktion Spalt = f(h) gemäß Fig. 1 und der Funktion Spalt = f(x) gemäß Fig. 2. The respective gap width follows the function gap = f (h) according to FIG. 1 and the function gap = f (x) according to FIG. 2.
11
Gießrohr
Pouring tube
22nd
Kokillengehäuse
Mold housing
22nd
a Wasserleitmantel
a Water jacket
33rd
Spaltabstand
Gap distance
44th
Kühlmedium
Cooling medium
55
Kühlmedium-Spalt
Coolant gap
55
a Kühlmedium-Spaltwandung
a Cooling medium gap wall
66
Kokillenhöhe
Mold height
66
a oberer Kokillenbereich
a upper mold area
66
b unterer Kokillenbereich
b lower mold area
77
senkrechte Kontur
vertical contour
88th
Eckenbereich
Corner area
99
Kokillenbreitseite
Mold broadside
1010th
Kokillenlängsseite
Long side of the mold
1111
enger Spalt
narrow gap
1212th
Seitenmitte
Middle of page
1313
horizontale Kontur
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