DE10113345A1 - Continuous casting mold used for casting molten steel has flanges forming a lubricant gap and an outlet for the lubricant running around the hot sides of the mold inner chamber - Google Patents
Continuous casting mold used for casting molten steel has flanges forming a lubricant gap and an outlet for the lubricant running around the hot sides of the mold inner chamberInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille für flüssige Metalle, insbesondere für flüssigen Stahl, mit einem am Kokillen-Eingangsbereich angeordneten Ober flansch und einem darunter befindlichen Unterflansch, wobei Oberflansch und Unterflansch einen Schmierspalt und eine um die Heißseiten des Kokillen- Innenraums umlaufenden Austrittsschlitz für Schmiermittel bilden.The invention relates to a continuous casting mold for liquid metals, in particular for liquid steel, with a shell arranged at the mold entrance area flange and a lower flange underneath, whereby upper flange and Lower flange a lubrication gap and one around the hot sides of the mold Form the circumferential outlet slot for lubricant.
Derartige Stranggießkokillen werden für alle Strangformate, insbesondere für Lang- und Flachprodukte, d. h. Blooms, Knüppel, Brammen, Dünnbrammen, Vor profile, Rundquerschnitte und Polygonformate, eingesetzt.Such continuous casting molds are used for all strand formats, in particular for Long and flat products, d. H. Blooms, billets, slabs, thin slabs, vor profiles, round cross sections and polygon formats.
Allgemein wird zwischen dem Gießstrang und der Kokillenwand mittels Feststof fen, z. B. Gießpulver, und mittels flüssigen Schmiermitteln, z. B. Öl, geschmiert. Bei der Verbrennung des Schmiermittels wird der Gießstrahl und die Oberfläche des flüssigen Gießmetalls in der Stranggießkokille vor Oxydation geschützt. Die Ver brennungsrückstände wirken als Schmiermittel zwischen Gießstrang und Kokille. Das Schmiermittel und dessen Verbrennungs- bzw. Schmelzprodukte sind als dünne Zwischenschicht zwischen Flüssigmetall und Kokillenwand vorteilhaft und verhindern das Kleben der Strangschale an der Kokillenwand, indem der Rei bungskoeffizient zwischen Kokillenwand und der erstarrten Strangschale herabge setzt wird. Ein vermindertes Anhaften des Flüssigmetalls an der Kokillenwandung verhindert dadurch das Aufreißen der erstarrten Strangschale in der Kokille. Au ßerdem wird eine Sekundäroxydation an der Gießstrang-Oberfläche im Bereich des Kokilleneintritts vermieden. Das jeweilige Schmiermittel bewirkt somit eine Stabilisierung des Gießprozesses und erhöht die Qualität der Strangoberfläche. Die als Schmiermittel eingesetzten Stoffe erfordern bestimmte Eigenschaften. Die flüssigen Schmiermittel müssen bei Arbeitstemperaturen ausreichend dünnflüssig bleiben, homogen sein und die physikalischen Eigenschaften müssen beständig sein. Feste Zusätze, wie z. B. Festkörperteilchen, wären schädlich. Weitere Anfor derungen sind eine ausreichende Zähigkeit und ein Haftungsvermögen an den Kupferplatten der Kokillenwände. Diese Eigenschaften sichern eine zuverlässige, kontinuierliche Schmiermittel-Zuführung.In general, between the casting strand and the mold wall by means of solids fen, e.g. B. casting powder, and by means of liquid lubricants, for. B. oil, lubricated. at the combustion of the lubricant becomes the pouring stream and the surface of the liquid casting metal in the continuous casting mold is protected from oxidation. The Ver Combustion residues act as a lubricant between the casting strand and the mold. The lubricant and its combustion or melting products are as thin intermediate layer between liquid metal and mold wall advantageous and prevent the strand shell from sticking to the mold wall by the Rei exercise coefficient between the mold wall and the solidified strand shell is set. Reduced adhesion of the liquid metal to the mold wall This prevents the solidified strand shell from tearing open in the mold. Au In addition, there is a secondary oxidation on the surface of the casting strand in the area avoiding mold entry. The respective lubricant thus causes one Stabilization of the casting process and increases the quality of the strand surface. The substances used as lubricants require certain properties. The liquid lubricants must be sufficiently thin at working temperatures remain, be homogeneous and the physical properties must be constant his. Solid additives, such as B. solid particles, would be harmful. Further requirements changes are sufficient toughness and adherence to the Copper plates of the mold walls. These properties ensure a reliable, continuous lubricant supply.
Eine einwandfreie Funktion der Austrittsschlitze ist außerdem eine Grundvoraus setzung für das kontinuierliche Zuführen des flüssigen Schmiermittels. Die Aus trittsschlitze müssen sorgfältig sauber gehalten werden, um einen gleichmäßigen, ungestörten Austritt des Schmiermittels zu gewährleisten. Der rauhe Gießbetrieb verursacht sehr schnell Verunreinigungen in den Austrittsschlitzen und demzufol ge Störungen der Schmiermittelführung und der Schmiermittelzufuhr in die Kokille. Während des Gießbetriebs setzen sich häufig Metall- und/oder Schlackespritzer am Austrittsschlitz ab. Eine solche Störung kann nur durch eine gründliche Reini gung der Stranggießkokille vor Gießbeginn, vor allen Dingen aber der Austritts schlitze, beseitigt werden. Strangoberflächen-Fehler, die durch Verunreinigungen hervorgerufen werden, sind Fehlern ähnlich, die bei Schmiermittelmangel entste hen. Störungen entstehen außerdem durch unsachgemäßes Brennen, d. h. Reini gen des Ober- und des Unterflansches. Die beiden genannten Bauteile müssen aber für eine ungestörte Schmiermittelzufuhr absolut sauber sein und gerade Kanten und ebene Flächen aufweisen.Proper functioning of the outlet slots is also a basic requirement setting for the continuous supply of the liquid lubricant. The out Step slots must be kept carefully clean to ensure an even, to ensure undisturbed leakage of the lubricant. The rough foundry causes contamination in the outlet slots very quickly and consequently Malfunctions in the lubricant flow and the lubricant supply to the mold. Metal and / or slag splashes often settle during the casting operation at the exit slot. Such a disorder can only be achieved by thorough cleaning the continuous casting mold before the start of casting, but above all the exit slits to be eliminated. Strand surface defects caused by contaminants errors are similar, which arise when there is a lack of lubricant hen. Faults also arise from improper burning, i.e. H. Reini against the upper and lower flange. The two components mentioned must but be absolutely clean and straight for an undisturbed lubricant supply Have edges and flat surfaces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schmiermittelführung und - Zufüh rung sicherer zu gestalten, um den erforderlichen gleichmäßigen, ununterbroche nen Schmiermittelfluss aufrecht zu erhalten.The invention has for its object the lubricant guide and - feed to make it safer in order to achieve the required even, uninterrupted maintain a lubricant flow.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Oberflansch und der Unterflansch einen beidseitig eben begrenzten Schmierspalt für flüssiges Schmiermittel bilden und dass in Strömungsrichtung vor dem Schmierstoff-Austritt der Schmierspalt einen labyrinthartigen Verlauf aufweist. Der Vorteil ist ein kon stanter Schmiermittelstrom, der Verunreinigungen leichter fernhält und bei dem Verunreinigungen weniger anhaften können. Restliche Verunreinigungen können leichter aus dem Schmierstoff-Austritt entfernt werden. The object is achieved in that the upper flange and the lower flange has a lubrication gap for liquid that is limited on both sides Form lubricants and that in the direction of flow before the lubricant outlet the lubricating gap has a labyrinthine course. The advantage is a con constant flow of lubricant that keeps contaminants away more easily and in which Impurities can adhere less. Residual impurities can can be removed more easily from the lubricant outlet.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der labyrinthartige Verlauf durch eine einseitig trapezförmige Ringausnehmung mit einer Flanke in einem Schmiermitteldeckel und einen in diesen ragenden, rechteckförmigen Vorsprung an einem Schmier mittelflansch gebildet ist. Metall- oder Schtackespritzer können nur noch bis zur Labyrinth-Flanke gelangen und können auch deshalb leichter beseitigt werden.A further development provides that the labyrinthine course is one-sided trapezoidal ring recess with a flank in a lubricant cover and a protruding rectangular projection on a lubricant middle flange is formed. Metal or Schtackespritzer can only up to Labyrinth flank and can therefore be removed more easily.
Diese Ausbildung wird nun derart weitergeführt, dass der rechteckförmige Vor sprung in der Fläche der Heißseite endet. Dadurch wird eine gegenüber einem flachen Schlitz vergrößerte Mündung geschaffen.This training is now continued in such a way that the rectangular front jump in the surface of the hot side ends. This makes one versus one flat slot created enlarged mouth.
Eine andere Verbesserung sieht vor, dass der durch die einseitig trapezförmige Ringausnehmung begrenzte Schmierspalt einen größeren Speicherraum als der übrige Verlauf des labyrinthförmigen Schmierspaltes bildet. Das dadurch ge schaffene größere Volumen liegt kurz vor dem Schmierstoff-Austritt und stellt im mer einen bestimmten Schmierstoff-Vorrat dar, so dass die Kontinuität der Schmierstoff-Zufuhr erhöht wird. Beim Reinigen des Schmierstoff-Austritts können sich Verunreinigungen nicht so leicht verklemmen und werden vom Schmierstoff mit ausgetragen.Another improvement provides that the one-sided trapezoidal Ring recess limited lubrication gap a larger storage space than that forms the remaining course of the labyrinth-shaped lubrication gap. The ge created larger volume is just before the lubricant escapes and represents in the always represents a specific lubricant supply, so that the continuity of the Lubricant supply is increased. When cleaning the lubricant outlet Contaminants do not jam so easily and become lubricated carried out with.
Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, dass der Oberflansch im Bereich des Labyrinths aus hochhitze- und temperaturwechselbeständigem Werkstoff aus geführt ist. Dadurch wird ein Anhaften von Flüssigmetall- oder Schlackespritzern ebenfalls vermieden. Hierfür kommen insbesondere Keramikwerkstoffe zur An wendung.A further improvement is achieved in that the upper flange in the area of the labyrinth made of highly heat and temperature change resistant material is led. This will cause liquid metal or slag splashes to stick also avoided. Ceramic materials are particularly useful for this turn.
Dasselbe gilt dann, wenn der Unterflansch im Bereich des Labyrinths aus hoch hitze- und temperaturwechselbeständigem Werkstoff ausgeführt ist.The same applies if the lower flange is high in the area of the labyrinth heat and temperature change resistant material.
Zur Einsparung von teuren Werkstoffen ist vorgesehen, dass der hochhitze- und temperaturwechselbeständige Werkstoff des Oberflansches und der hochhitze- und temperaturwechselbeständige Werkstoff des Unterflansches als an die Heiß seite angrenzende Ringe ausgeführt sind. Ein Abbrennen von Anhaftungen (Flüs sigmetall und/oder Schlacke) ist in diesen Bereichen nicht mehr erforderlich. Au ßerdem setzen sich die Schmierstoff-Austritte nicht mehr so wie bisher zu. Die empfindlichen Kanten der Schmierstoff-Austritte werden auch nicht mehr zerstört. Gießabbrüche und Qualitätsmängel des Gießstrangs, bedingt durch eine gestörte Schmierung, werden minimiert. Ferner werden lange Gießperioden (auch unter Einsatz von Gießstrahl-Schutzmitteln) unterstützt.In order to save expensive materials, it is provided that the high-temperature and Temperature change resistant material of the upper flange and the high heat and temperature change resistant material of the lower flange than to the hot side adjacent rings are executed. Burning of attachments (rivers sigmetall and / or slag) is no longer required in these areas. Au In addition, the lubricant outlets are no longer clogged as before. The sensitive edges of the lubricant outlets are no longer destroyed. Casting stops and poor quality of the casting strand due to a faulty Lubrication, are minimized. Long watering periods (also under Use of pouring jet protective agents) supported.
Vorteile ergeben sich noch dadurch, dass über dem Oberflansch eine Einlage aus Feuerfestmaterial und auf dieser eine Kokillenschutz-Abdeckplatte angeordnet sind.Another advantage is that an insert is made over the upper flange Refractory material and a mold protection cover plate arranged on this are.
An beanspruchten Flächen, die gereinigt werden müssen, ist weiterhin günstig, dass der Oberflansch und der Unterflansch aus Stahl hergestellt sind.On stressed surfaces that need to be cleaned, it is still cheap that the upper flange and the lower flange are made of steel.
Grundsätzlich werden die vorstehend aufgezeigten Merkmale und Vorteile da durch begünstigt, dass das Schmiermittel aus Gießöl natürlicher oder syntheti scher Herkunft oder aus einer Mischung aus einem dieser Öle mit Gießpulver be steht.Basically, the features and advantages shown above are there favored by the fact that the lubricant made from pouring oil is natural or synthetic origin or from a mixture of one of these oils with casting powder stands.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are shown and are shown in the drawing explained in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den oberen Bereich einer Strang gießkokille, Fig. 1 is a vertical sectional casting mold through the upper region of a strand,
Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht auf die Heißseite mit den Austritts schlitzen, Fig. 2 slots a partial perspective view of the hot side with the outlet,
Fig. 3 eine Vorderansicht auf den Austrittsschlitz und Fig. 3 is a front view of the outlet slot and
Fig. 4 eine Vorderansicht auf den Austrittsschlitz mit alternativen Einsätzen aus Nichtstahlwerkstoffen. Fig. 4 is a front view of the outlet slot with alternative inserts made of non-steel materials.
In der Stranggießkokille 1 wird der Kokillen-Eingangsbereich 1a mittels einer Ko killenschutz-Abdeckplatte 20 vor mechanischen Einflüssen geschützt. Die Kokil lenschutz-Abdeckplatte 20 ist über einer Einlage aus Feuerfestmaterial 19 ange ordnet. Darunter befindet sich ein Oberflansch 3, der zusammen mit einem Unterflansch 4 einen Schmierspalt 5 bildet. In Fig. 1 ist ferner gezeigt, dass das flüssige Metall 2, insbesondere flüssiger Stahl 2a, während des Gießbetriebes häufig zum Anhaften von Stahl- und/oder Schlackespritzer im Bereich des Kokillen- Innenraums 1b an dem Schmierspalt 5 neigt. Dadurch ergeben sich die gezeich neten, unregelmäßigen Schmierstoffmangel-Flächen 21, 22. In diesen Fällen klebt in den Bereichen A, B, C Stahl 2a an der Kupferplatte, was im allgemeinen am Meniskusbereich des Gießspiegels auftritt.In the continuous casting mold 1 , the mold entrance area 1 a is protected against mechanical influences by means of a protective cover plate 20 . The Kokil protective cover plate 20 is arranged over an insert made of refractory material 19 . Below this is an upper flange 3 , which forms a lubricating gap 5 together with a lower flange 4 . In Fig. 1 further shows that the liquid metal 2, in particular liquid steel 2 a, during the casting of steel often for adhering and / or slag splashes in the region of the permanent mold interior 1b tends to the lubricating gap 5. This results in the undersigned irregular lubricant surfaces 21 , 22nd In these cases, steel 2 a sticks to the copper plate in areas A, B, C, which generally occurs at the meniscus area of the casting level.
Aus Fig. 2 ergibt sich, dass der Oberflansch 3 und der Unterflansch 4 einen beid seitig eben begrenzten Schmierspalt 5 für flüssiges Schmiermittel 7 bilden. An der Heißseite 6, also dem Kokillen-Innenraum 1b zugewendet, tritt das flüssige Schmiermittel 7, wie z. B. Gießöl, aus dem Austrittsschlitz 8 aus. Das flüssige Schmiermittel 7 tritt zwischen einem Schmiermitteldeckel und einem Schmiermit telflansch in dem Schmierspalt 5 und von dort durch den Austrittsschlitz 8 an der jeweiligen Heißseiten-Fläche 6a aus und in den Kokillen-Innenraum 1b ein.From Fig. 2 it follows that the upper flange 3 and the lower flange 4 form a beid side just limited lubrication gap for liquid lubricant 5. 7 On the hot side 6 , that is, the mold interior 1 b, the liquid lubricant 7 occurs , such as. B. pouring oil from the outlet slot 8 . The liquid lubricant 7 occurs between a lubricant cover and a lubricant telflansch in the lubrication gap 5 and from there through the outlet slot 8 on the respective hot side surface 6 a and in the mold interior 1 b.
Aus den Fig. 3 und 4 ist zu ersehen, dass der beidseitig eben begrenzte Schmierspalt 5 in Strömungsrichtung 9 vor dem Schmierstoff-Austritt 10 einen la byrinthartigen Verlauf 11 einnimmt.It can be seen from FIGS. 3 and 4 that the lubrication gap 5 , which is just delimited on both sides, takes a la byrinth-like course 11 in the flow direction 9 before the lubricant outlet 10 .
Dabei ist der labyrinthartige Verlauf 11 durch eine einseitig, dem Kokillen- Innenraum 1b zugewandte, trapezförmige oder ähnliche Ringausnehmung 12 mit einer Labyrinth-Flanke 13 in dem Schmiermitteldeckel und mit einem in diesen hineinragenden, rechteckförmigen Vorsprung 14 an einem Schmiermittelflansch, gebildet.Here, the labyrinth course 11 b facing by a one-sided, the permanent mold interior 1, trapezoidal or similar annular recess 12, formed with a labyrinth-edge 13 in the lubricant cover and with a projecting into them, rectangular-shaped protrusion 14 at one Schmiermittelflansch.
Der rechteckige Vorsprung 14 endet in der Fläche 6a der Heißseite 6 (Fig. 3). Da bei bildet der durch die einseitig trapezförmige Ringausnehmung 12 begrenzte Schmierspalt 5 einen größeren Speicherraum 15 als der übrige Verlauf 11 des labyrinthförmigen Schmierspaltes 5.The rectangular projection 14 ends in the surface 6 a of the hot side 6 ( Fig. 3). Since the lubrication gap 5 delimited by the trapezoidal annular recess 12 on one side forms a larger storage space 15 than the rest of the course 11 of the labyrinth-shaped lubrication gap 5 .
Der Oberflansch 3 im Bereich des Labyrinths 16 ist aus hochhitze- und tempera turwechselbeständigem Werkstoff ausgeführt. Analog dazu ist der Unterflansch 4 im Bereich des Labyrinthes 16 ebenfalls aus hochhitze- und temperaturwechsel beständigem Werkstoff hergestellt (Fig. 4).The upper flange 3 in the area of the labyrinth 16 is made of highly heat and temperature change resistant material. Analogously, the lower flange 4 in the area of the labyrinth 16 is likewise made of a material which is resistant to high heat and temperature changes ( FIG. 4).
Wie weiter aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind der hochhitze- und temperaturwechsel beständige Werkstoff des Oberflansches 3 (des Schmiermitteldeckels) und der hochhitze- und temperaturwechselbeständige Werkstoff des Unterflansches 4 ( des Schmiermittelflansches) jeweils als an die Heißseite 6 angrenzende Ringe 13 ausgebildet.As can also be seen from FIG. 4, the material of the upper flange 3 (of the lubricant cover), which is resistant to high heat and temperature changes, and the material of the lower flange 4 (of the lubricant flange), which is resistant to high heat and temperature change, are each formed as rings 13 adjacent to the hot side 6 .
Der Oberflansch 3 und der Unterflansch 4 sind als Träger der Ringe 17 aus Stahl hergestellt. Das Schmiermittel 7 besteht aus Gießöl natürlicher oder synthetischer Herkunft oder aus einer Mischung von einem dieser Öle mit einem reibungsmin demden, hitzefesten Stoff, wie z. B. aus Graphit, Gießpulver u. dgl.. The upper flange 3 and the lower flange 4 are made of steel as carriers of the rings 17 . The lubricant 7 consists of casting oil of natural or synthetic origin or from a mixture of one of these oils with a friction, heat-resistant material, such as. B. from graphite, casting powder and. etc. ..
11
Stranggießkokille
continuous casting
11
a Kokillen-Eingangsbereich
a mold entrance area
11
b Kokillen-Innenraum
b Mold interior
22
flüssiges Metall
liquid metal
22
a flüssiger Stahl
a molten steel
33
Oberflansch (Schmiermitteldeckel)
Top flange (lubricant cover)
44
Unterflansch (Schmiermittelflansch)
Lower flange (lubricant flange)
55
Schmierspalt
lubricating gap
66
Heißseite
hot side
66
a Heißseiten-Fläche
a hot side surface
77
flüssiges Schmiermittel
liquid lubricant
88th
Austrittsschlitz
exit slot
99
Strömungsrichtung
flow direction
1010
Schmierstoff-Austritt
Lubricant outlet
1111
labyrinthartiger Verlauf
labyrinthine course
1212
Ringausnehmung
annular recess
1313
Labyrinth-Flanke
Labyrinth edge
1414
Vorsprung
head Start
1515
Speicher-Raum
Storage room
1616
Labyrinth
labyrinth
1717
Ring
ring
1818
Einlage
inlay
1919
Feuerfestmaterial
Refractory
2020
Kokillenschutz-Abdeckplatte
Kokillenschutz cover plate
2121
Schmierstoff-Mangelfläche
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2222
Schmierstoff-Mangelfläche
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