-
Die Erfindung betrifft eine Breitseiten-Kokillenplatte einer Kokille nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Nach dem Stand der Technik sind für Stranggießanlagen Kokillen bekannt, die einen trichterartig geformten Eingießbereich aufweisen. Dies ist beispielsweise aus
AT 412 194 B bekannt. An der Rückseite einer zugehörigen Breitseiten-Kokillenplatte sind Kühlschlitze ausgebildet, die Teil einer Kühlvorrichtung der Kokille sind und zum Ableiten von Wärme von der Innenwand der Kokille dienen.
-
Bei einer Kokillenplatte mit trichterförmigem Eingießbereich werden aus fertigungstechnischen und wirtschaftlichen Gründen rechteckige Kanäle eingefräst. Die Kühlkanäle werden auf der Rückseite der Kokillenplatte mit entsprechend geformten Strömungskörpern (sogenannten Füllstücken) verschlossen. Die Füllstücke sind hierbei so ausgebildet, dass in Verbindung mit den Schlitzen ein U-förmiger Kühlkanal entsteht.
-
7 zeigt einen Teilbereich einer Kokillenplatte in einer vereinfachten Querschnittsansicht, so wie es beispielsweise in
AT 412 194 B gezeigt ist. Die rechteckigen Kanäle haben jeweils eine, in der Zeichnungsebene von
7 gesehen, horizontal verlaufende vordere Stirnfläche, die an die Trichterkontur des Eingießbereiches der Kokille angrenzt. Somit folgen diese rechteckigen Kanäle nur unzureichend der Kontur des Trichters. Durch die rechteckigen Querschnitte entsteht eine treppenförmige Geometrie, die in der
7 in der Zeichnungsebene von links nach rechts (oder umgekehrt, d.h. von rechts nach links) verläuft. Infolgedessen ergeben sich bei dieser treppenförmigen Geometrie verschiedene Restwanddicken für die Kokillen- bzw. Kupferplatte, und somit ungleiche Abstände der vorderen Stirnfläche der Kühlkanäle zum Trichter, was in der
7 durch entsprechende Pfeile kenntlich gemacht ist. Damit besteht für eine solche herkömmliche Kokillen- bzw. Kupferplatte gemäß
AT 412 194 B der Nachteil einer ungleichmäßigen Wärmeabfuhr von der Innenwand der Kokillenplatte.
-
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kühlkanäle einer Breitseiten-Kokillenplatte im Hinblick auf eine gleichmäßigere Wärmeabfuhr zu optimieren.
-
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Breitseiten-Kokillenplatte einer Kokille mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
-
Die Erfindung sieht eine Breitseiten-Kokillenplatte für eine Kokille vor, die zum Stranggießen von Metall dient. Diese Breitseiten-Kokillenplatte umfasst einen trichterförmigen Eingießbereich, und eine mit Kühlkanälen versehene Rückwand, wobei in den Kühlkanälen ein flüssiges Kühlmedium zirkulierbar ist. Die Kühlkanäle weisen jeweils eine vordere Stirnfläche auf, die an eine Innenwandfläche der Breitseiten-Kokillenplatte angrenzt. Die vordere Stirnfläche zumindest eines Kühlkanals, der an den trichterförmigen Eingießbereich angrenzt, verläuft in zumindest einem Querschnitt der Breitseiten-Kokillenplatte äquidistant zur angrenzenden Trichterfläche des Eingießbereichs.
-
Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass mit der charakteristischen Ausbildung der vorderen Stirnfläche von zumindest einem an den trichterförmigen Eingießbereich der Kokillenplatte angrenzenden Kühlkanal, wonach diese Stirnfläche in zumindest einem Querschnitt der Breitseiten-Kokillenplatte äquidistant zu der daran anliegenden Trichterfläche verläuft, damit ein Wärmeübergang von der Innenwandfläche der Breitseiten-Kokillenplatte an bzw. in das Kühlmedium, welches in dem Kühlkanal zirkuliert bzw. strömt, vergleichmäßigt wird. Dies liegt auch daran, dass die Restwandstärke der Breitseiten-Kokillenplatte zwischen ihrer Innenwandfläche und der daran angrenzenden vorderen Stirnfläche eines Kühlkanals immer gleich ist.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die vordere Stirnfläche zumindest eines Kühlkanals, der an den trichterförmigen Eingießbereich angrenzt, derart ausgebildet, dass sie in allen drei Raum-Dimensionen x, y, z äquidistant zur Trichterfläche des Eingießbereichs verläuft.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Kühlkanäle, die an den trichterförmigen Eingießbereich angrenzen, mit ihren vorderen Stirnflächen in zumindest einem Querschnitt der Breitseiten-Kokillenplatte alle den gleichen äquidistanten Abstand zur Trichterfläche des Eingießbereichs aufweisen. Dies führt zu dem Vorteil, dass eine gleichmäßige Wärmeabfuhr von der Innenwandfläche der Breitseiten-Kokillenplatte auch entlang ihrer Längserstreckung, d.h. über die Breite der Kokille gesehen, gewährleistet ist. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Kühlkanäle, die an den trichterförmigen Eingießbereich angrenzen, mit ihren vorderen Stirnflächen in allen drei Raum-Dimensionen x, y, z alle den gleichen äquidistanten Abstand zur Trichterfläche des Eingießbereichs aufweisen.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Kühlkanäle in der Rückwand der Breitseiten-Kokillenplatte jeweils in Form von Schlitzen ausgebildet sein, wobei zumindest ein Kühlkanal in Form eines solchen Schlitzes, vorzugsweise alle Kühlkanäle, mit einem Strömungskörper in Form eines Füllstücks von der Rückseite der Rückwand der Breitseiten-Kokillenplatte her verschlossen ist. Für diesen Fall verläuft dann eine vordere Stirnseite des Füllstücks, die sich gegenüberliegend zur vorderen Stirnfläche des zugehörigen Kühlkanals befindet, über ihre gesamte Fläche äquidistant zur vorderen Stirnfläche des zugeordneten Kühlkanals. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die vordere Stirnseite des Füllstücks äquidistant zur angrenzenden Trichterfläche des Eingießbereichs verläuft. Ein solcher äquidistanter Verlauf der vorderen Stirnseite des Füllstücks besteht in zumindest einem Querschnitt der Breitseiten-Kokillenplatte, und vorzugsweise in allen in drei Raum-Dimensionen x, y, z.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erstrecken sich die Kühlkanäle an der Rückseite der Breitseiten-Kokille jeweils in vertikaler Richtung, d.h. in der z-Richtung. Dies führt zu dem Vorteil, dass mittels einer geeigneten Strömungsrichtung von Kühlmedium durch diese vertikal verlaufenen Kühlkanäle ein resultierender Temperaturverlauf einer Metallschmelze, die von oben her in den trichterförmigen Eingießbereich der Kokille einströmt, gezielt beeinflusst werden kann.
-
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine teilweise freigeschnittene Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Breitseiten-Kokillenplatte einer Kokille mit einem trichterförmigen Eingießbereich,
- 2 eine teilweise freigeschnittene Perspektivansicht der Breitseiten-Kokillenplatte von 1, nun von ihrer Rückseite her gesehen,
- 3 eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Teilbereichs der Breitseiten-Kokillenplatte von 1 bzw. 2, zur Verdeutlichung von darin ausgebildeten Kühlkanälen,
- 4 einen vergrößerten Teilbereich der Perspektivansicht der Breitseiten-Kokillenplatte von 2,
- 5 einen schematisch vereinfachten Konturverlauf einer vorderen Stirnfläche eines Kühlkanals und/oder einer komplementär hierzu ausgebildeten vorderen Stirnseite eines hieran angepassten Füllstücks, und
- 6 einen Kühlkanal der erfindungsgemäßen Breitseiten-Kokillenplatte gemäß des vergrößerten Bereichs I von 4.
-
Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die 1-6 bevorzugte Ausführungsformen einer Breitseiten-Kokillenplatte gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert, die zum Stranggießen von Metall dient und mit der ein verbesserter, nämlich gleichmäßigerer Wärmeübergang bzw. -entzug möglich ist, zur Erzielung einer höheren Produktqualität. Gleiche Merkmale in der Zeichnung sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. An dieser Stelle wird gesondert darauf hingewiesen, dass die Zeichnung lediglich vereinfacht und insbesondere ohne Maßstab dargestellt ist.
-
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung sind in den Darstellungen von 2-5 jeweils kartesische Koordinaten x, y, z gezeigt, mit denen die entsprechenden drei Raum-Dimensionen veranschaulicht sind.
-
1 zeigt eine erfindungsgemäße Breitseiten-Kokillenplatte 10, die Teil einer (nicht gezeigten) Kokille ist, die zum Stranggießen von Metall dient. Zwei dieser Breitseiten-Kokillenplatten 10 sind bei einer Kokille jeweils gegenüberliegend angeordnet, wobei ein Formraum der Kokille dann durch (nicht gezeigte) weitere Schmalseitenwände gebildet wird, die jeweils zwischen den beiden Breitseiten-Kokillenplatte 10 positioniert sind.
-
In einem mittigen Bereich der Breitseiten-Kokillenplatte 10 ist an deren Innenwandfläche 18 ein trichterförmiger Eingießbereich 12 ausgebildet. Entsprechend hat dieser trichterförmige Eingießbereich 12 eine Trichterfläche, in der Darstellung von 1 mit dem Pfeil „T“ symbolisiert.
-
2 zeigt die Breitseiten-Kokillenplatte 10 von 1 perspektivisch von ihrer Rückwand 16 her. Die Perspektivansicht von 2 ist teilweise freigeschnitten gezeigt und verdeutlicht, dass in der Rückwand 16 eine Mehrzahl von vertikal (d.h. in der z-Richtung) verlaufenden Kühlkanälen 14 ausgebildet sind, durch die ein flüssiges Kühlmedium strömen bzw. zirkulieren kann. Zur Vereinfachung sind in der Zeichnung Zu- und Abflüsse der Kühlkanäle 14 für das Kühlmedium, weil nach dem Stand der Technik bekannt, nicht im Detail gezeigt.
-
Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die 3-6 weitere Details zu den Kühlkanälen 14 und ihrer konkreten Ausgestaltung erläutert.
-
3 zeigt eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Teilbereichs der Breitseiten-Kokillenplatte 10 von 1 bzw. 2, zur Verdeutlichung von darin ausgebildeten Kühlkanälen 14. Mit „T“ ist in der 3 nochmals die gekrümmt verlaufende Kontur der Trichterfläche gezeigt, die in dem trichterförmigen Eingießbereich 12 ausgebildet ist.
-
Weiterhin verdeutlicht die 3, dass in der Breitseiten-Kokillenplatte 10 vertikal verlaufende Schlitze 20 ausgebildet sind, nämlich an bzw. in deren Rückwand 16. In diese Schlitze 20 sind jeweils zugeordnete Strömungskörper 22 in Form von Füllstücken eingesetzt, nämlich derart, dass dadurch die Kühlkanäle 14 von der Rückseite der Rückwand 16 her verschlossen sind.
-
Ein Füllstück 22 ist derart in einen zugehörigen Schlitz 22 der Breitseiten-Kokillenplatte 10 eingesetzt, dass eine vordere Stirnseite 24 des Füllstücks 22 (vgl. 3) gleichmäßig von einer vorderen Stirnfläche 17 des Kühlkanals 14 und gegenüberliegend hierzu beanstandet ist. Hierbei sind die Außenabmessungen des Füllstücks 22 angrenzend an seine vordere Stirnseite 24 etwas geringer als die Innenabmessungen der Schlitze 20 gewählt, mit der Folge, dass hieraus ein U-förmiger Kühlkanal resultiert, was in der Zeichnungsebene (definiert durch die Raum-Dimensionen x, y) der Querschnittsansicht von 3 zu erkennen ist.
-
In Bezug auf die vordere Stirnfläche 17 eines jeweiligen Kühlkanals 14, der an den trichterförmigen Eingießbereich 12 angrenzt, wird hervorgehoben, dass diese erfindungsgemäß in zumindest einem Querschnitt der Breitseiten-Kokillenplatte gesehen äquidistant zur angrenzenden Trichterfläche T des Eingießbereichs verläuft, so wie es in der Querschnittsansicht von 3 gezeigt ist. Anders ausgedrückt, ist ein Abstand der vorderen Stirnfläche 17 eines jeweiligen Kühlkanals 14 in zumindest einem Querschnitt der Breitseiten-Kokillenplatte (in der Darstellung von 3 definiert durch die Raum-Dimensionen x, y) äquidistant zu der daran angrenzenden Trichterfläche T des Eingangsbereichs 12, nämlich in konkret einer Dimension.
-
Für den Fall, dass die vorstehend genannte Breitseiten-Kokillenplatte 10 senkrecht angeordnet bzw. positioniert ist, handelt es sich bei der Querschnittsansicht von 3 um einen solchen Querschnitt, der sich im Raum gesehen horizontal erstreckt. Wie erläutert, verläuft damit dann die vordere Stirnfläche 17 zumindest eines an den trichterförmigen Eingießbereich 12 angrenzenden Kühlkanals 14 in zumindest diesem Querschnitt der Breitseiten-Kokillenplatte 10 äquidistant zur angrenzenden Trichterfläche T des Eingießbereichs 12.
-
4 zeigt einen vergrößerten Teilbereich der Perspektivansicht der Breitseiten-Kokillenplatte von 2, wobei 6 einen Kühlkanal der Breitseiten-Kokillenplatte 10 gemäß des vergrößerten Bereichs I von 4 zeigt.
-
6 verdeutlicht, dass die vordere Stirnseite 24 eines Füllstücks 22 räumlich gekrümmt verläuft. Dies wird schematisch vereinfacht auch mit der Darstellung von 5 veranschaulicht, die (nach einer möglichen Variante) einen Konturverlauf dieser vorderen Stirnseite 24 des Füllstücks 22 zeigt. Jedenfalls verläuft damit die vordere Stirnseite 24 des Füllstücks 22 in allen drei Raum-Dimensionen x, y, z äquidistant zur daran angrenzenden (bzw. davor liegenden) Trichterfläche T und der dort vorhandenen Innenwandfläche 18 der Breitseiten-Kokillenplatte 10.
-
Im Zusammenhang mit der 6 wird darauf hingewiesen, dass die vordere Stirnfläche 17 des Kühlkanals 14, zu welcher die vordere Stirnseite 24 des Füllstücks 22 wie vorstehend erläutert gegenüberliegend positioniert ist, ebenfalls in allen drei Raum-Dimensionen x, y, z äquidistant zur daran angrenzenden Trichterfläche T und der dort vorhandenen Innenwandfläche 18 der Breitseiten-Kokillenplatte 10 beabstandet ist. Anders ausgedrückt, verläuft die vordere Stirnfläche 17 eines Kühlkanals 14, der an den trichterförmigen Eingießbereich 12 angrenzt, bei dieser Ausführungsform in allen drei Raum-Dimensionen x, y, z äquidistant zur angrenzenden Trichterfläche T des Eingießbereichs 12. Falls hierbei die Kontur der vorderen Stirnfläche 17 einen gekrümmten Verlauf aufweist, wird dies ebenfalls schematisch vereinfacht durch die Darstellung von 5 (nach einer anderen möglichen Variante) veranschaulicht.
-
Im Zuge einer Zusammenschau der 5 und 6 darf darauf hingewiesen werden, dass bei zumindest einem Kühlkanal 14, wenn dabei wie erläutert ein Strömungskörper in Form eines Füllstücks 22 zum Einsatz kommt, die vordere Stirnseite 24 dieses Füllstücks 22 über ihre gesamte Fläche äquidistant zur vorderen Stirnfläche 17 des Kühlkanals 14 verläuft. Dies ist gleichbedeutend damit, dass damit die vordere Stirnseite 24 des Füllstücks 22 komplementär zur vorderen Stirnfläche 17 des Kühlkanals 14, und somit ebenfalls äquidistant zur angrenzenden Trichterfläche T des Eingießbereichs T verläuft.
-
Unter Bezugnahme auch auf die 4 wird hervorgehoben, dass vorzugsweise zumindest alle Kühlkanäle 14, die an den trichterförmigen Eingießbereich 12 angrenzen, mit ihren vorderen Stirnflächen 17 in allen drei Raum-Dimensionen x, y, z alle den gleichen äquidistanten Abstand zur Trichterfläche T des Eingießbereichs 12 aufweisen. Mutatis mutandis gilt dies auch für die vorderen Stirnseiten 24 der einzelnen Füllstücke 22, und kann in gleicher Weise auch für die übrigen Kühlkanäle 14 mit den jeweils zugeordneten Füllstücken 22 gelten, die in den jeweiligen Randbereichen der Breitseiten-Kokillenplatte 10 in deren Rückwand 16 vorgesehen sind.
-
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind somit einerseits die vordere Stirnfläche 17 eines Kühlkanals 14 und andererseits die Trichterfläche T des Eingangsbereichs 12 als Parallelflächen zu verstehen. In gleicher Weise gilt dies auch für die vordere Stirnseite 24 eines Füllstücks 22, das in einem solchen Kühlkanal 14 eingesetzt ist.
-
Im Hinblick auf eine Fertigung der Kühlkanäle 14 an bzw. in der Rückwand 16 einer Breitseiten-Kokillenplatte 10 sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass dies beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) Kugelkopf-Fräser möglich ist. Indem ein solcher Kugelkopf-Fräser während seines Betriebs in den Raum-Dimensionen x, y, z geeignet bewegt bzw. verfahren wird, können die Kühlkanäle 14 aus dem Material einer Breitseiten-Kokillenplatte 10 im Bereich von deren Rückwand 16 herausgearbeitet werden. In gleicher Weise ist es auch möglich, dass die vordere Stirnseite 24 eines Füllstücks 22 unter Verwendung eines solchen Kugelkopf-Fräsers hergestellt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Breitseiten-Kokillenplatte
- 12
- trichterförmige Eingießbereich
- 14
- Kühlkanal
- 16
- Rückwand (der Breitseiten-Kokillenplatte 10)
- 17
- vordere Stirnfläche (des Kühlkanals 14)
- 18
- Innenwandfläche (der Breitseiten-Kokillenplatte 10)
- 20
- Schlitz
- 22
- Strömungskörper in Form eines Füllstücks
- 24
- vordere Stirnseite (des Füllstücks 22)
- T
- Trichterfläche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-