DE1458168C - Stranggießkokille mit unterschied hchem Wärmeleitvermögen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille mit unterschiedlichem Wärmeleitvermögen für Stahlbrammen.

Für das Stranggießen von insbesondere hochschmelzenden Metallen ist es bekannt, Kokillen zu verwenden, die durch besondere Ausbildung der formgebenden Teile eine unterschiedliche Kühlwirkung auf das Gußmaterial hervorrufen. So ist es beispielsweise aus der österreichischen Patentschrift 181 379 bekannt, eine flüssigkeitsgekühlte Kokille so auszubilden, daß ihre Wandstärke in der Zone beginnender Erstarrung, also im oberen Kokillendrittel, am geringsten ist und zum Strangaustrittsende stetig oder stufenweise zunimmt. Die gleiche Kühlwirkung wird durch eine in der österreichischen Patentschrift 176 314 beschriebene Kokille hervorgerufen, deren unterer Kokillenteil mit einer oder mehreren Schichten aus einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit als derjenigen des eigentlichen Kokillenmaterials aufgetragen ist.

Für das Vergießen von Leichtmetallen ist es ferner aus der deutschen Patentschrift 900 861 bekannt, ebenfalls die Kokille in zwei Zonen unterschiedlicher Kühlintensität zu unterteilen. Nach dieser Patentschrift soll im Gegensatz zu den obenerwähnten Kokillenalisführungen der obere Kokillenteil mit einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit und der untere Kokillenteil mit einem Material höherer Wärmeleitfähigkiet ausgestattet werden. Die Ausbildung einer derartigen Kokille hat zum Ziel, schon in der Kokille einen durchgehend erstarrten Strang zu erzeugen.

Beim Stranggießen von hochschmelzenden Metallen, insbesondere Eisen und Stahl, in Brammenformaten hat sich herausgestellt, daß die hierbei auftretenden Kühlprobleme mit den herkömmlichen Kokillenkonstruktionen nicht zu bewältigen sind, besonders, wenn die Breite der Bramme 800 mm überschreitet. Sie lassen sich auch nicht einwandfrei beseitigen, wenn nur an den Kokillenschmalseiten Wärmeisolierungen angeordnet sind, nicht aber an den Kokillenbreitseiten (Herrmann, S. 229, Bild 775).

Für die Wärmeabfuhr ergeben sich in einer Stranggießkokille unterschiedliche Werte, auch wenn die Kokillenwandung einen einheitlichen Wärmewiderstand besitzt, weil beim Berühren der Schmelze mit der Kokillenwand eine starke Kühlung stattfindet, welche den Strang zunächst schrumpfen läßt, was ein Abheben der Strangschale von der Kokille zur Folge hat. Nach der Schrumpfung erfolgt ein Wiedererwärmen der Strangschale aus dem Inneren des Stranges heraus, das den Strang wieder zum Anliegen an die Kokillenwand bringt. Dieser dauernde Wechsel der Schrumpfungsverhältnisse ist dem Strang jedoch nicht zuträglich.

Die nachfolgend beschriebene Erfindung basiert auf einer Reihe neuer Erkenntnisse über die Wärmeabfuhr, die der Strang innerhalb der Kokille erfährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießkokille derart auszubilden, daß die von der Kokille ausgeübte Wärmeabfuhr den zwischen ihr und dem Strang entstehenden Schrumpfspalt in solcher Weise beeinflußt, daß das Schrumpfen des Stranges — in Querrichtung gemessen — über die gesamte Länge der Kokille möglichst stetig erfolgt, so daß das bisher beobachtete meist mehrfache Anliegen und Wiederabheben der Strangoberfläche an die bzw. von der Kokillenwand vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird daher bei einer eingangs genannten Stranggießkokille vorgeschlagen, daß der Wärniewiderstand der Kokillenbreitseiten im Gießspiegelbereich mindestens das l,5fache des Wärmewiderstandes der Kokillenwand im unteren und oberen Bereich der Kokille beträgt.

Durch solche Kokillen wird über die Ausbildung

ίο des Schruinpfspaltes eine im wesentlichen gleiche Wärmeabfuhr und damit eine gleichmäßige Strangschrumpfung über die Breitseiten des Brammenstranges innerhalb der Kokille erreicht.

Die Verhältnisse sind an einem Beispiel näher erläutert. Die F i g. 1 und 2 zeigen Längsschnitte durch die Breitseiten einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brammenkokille.

Die von außen gekühlte Wandung der Kokille ist mit 6 bezeichnet. Der in ihr erzeugte Gußstrang ist in einer dünnen Randschicht 2 erstarrt, während der größte Teil noch flüssig ist. Der Badspiegel des Gußstranges ist mit 4 bezeichnet, während 4' und 4" die durch den Kokillenhub verursachte relative Höchstbzw. Tiefstlage des Badspiegels kennzeichnen.

Im Bereich des Gießspiegels und darunter ist die Wand mit einem erhöhten Wärmewiderstand versehen. Diese Erhöhung des Wärmewiderstandes kann durch einfache Verstärkung 7 der Wanddicke als auch durch Auftragsschweißen, Aufspritzen, -galvanisieren oder -plattieren eines anderen Werkstoffes höheren Wärmewiderstandes auf die Wand oder in Ausnehmungen der Wand (Fig. 2) erreicht werden. Bei einer Gesamtkokillenlänge von z. B. 700 mm kann der Bereich der Verstärkung in Abhängigkeit von der Gießgeschwindigkeit 70 bis 350 mm betragen, wobei die größeren Maßangaben den höheren Gießgeschwindigkeiten zugeordnet sind. Daran anschließend wird der Wärmewiderstand im unteren Teil 6 wieder auf den der üblichen Wandstärke zurückgeführt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kokille wird erreicht, daß die erstarrte Randschicht 2 im Bereich der verstärkten Kokillenwand 7 praktisch die gleiche Wärmemenge an die Kokille abgibt wie im unteren Teil, dadurch zum dauernden Anliegen an die Kokillenwand gebracht wird und der Aufbau von unterschiedlichen Spannungen in der Strangschale vermieden wird. Erst im unteren Kokillenbereich erfolgt die allmähliche Ausbildung des Schrumpfspaltes 8, wobei der Schrumpfspalt verkleinert ist und damit die Wärmeabgabe an die Kokillenwand auch im unteren Bereich so groß wie im Gießspiegelbereich wird. Durch die Abstimmung der Wandstärken und über die Beeinflussung des Schrumpfspaltes wird über die Kokillenlänge eine im wesentlichen gleichbleibende Wärmeabfuhr erreicht. Diese Maßnahmen ergeben rißfreie Brammenstränge. F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Kokillenausbildung nach Fig. 1. Die Kokillenwand 9 ist im Bereich des Gießspiegels und dar- unter mit einer Aussparung versehen, welche mit einem Werkstoff höheren Wärmewiderstandes 10 ausgefüllt ist. Für die Erfindung ist es dabei unwesentlich, ob die Breitseiten der Brammenkokille aus einem einheitlichen Kokillenwerkstoff bestehen oder ob die mit dem Schmelzgut in Berührung stehende Seite der Kokillenwand mit einem verschleißfesten Überzugswerkstoff 11, beispielsweise Chrom, Molybdän od. dgl. versehen ist.

Claims (1)

1. 4

   Patentanspruch· gekennzeichnet, daß der Wärmewiderstand

   der Kokillenbreitseiten im Gießspiegelbereich mindestens das l,5fache des Wärmewiderstandes

   Stranggießkokille mit unterschiedlichem War- der Kokillenwand im unteren und oberen Be-

   meleitvermögeh für Stahlbrammen, dadurch 5 reich der Kokille beträgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen