EP1379345B1 - Stranggiesskokille für flüssige metalle, insbesondere für flüssigen stahl - Google Patents
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- EP1379345B1 EP1379345B1 EP02716710A EP02716710A EP1379345B1 EP 1379345 B1 EP1379345 B1 EP 1379345B1 EP 02716710 A EP02716710 A EP 02716710A EP 02716710 A EP02716710 A EP 02716710A EP 1379345 B1 EP1379345 B1 EP 1379345B1
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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
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
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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
- B22D11/07—Lubricating the moulds
Definitions
- the invention relates to a continuous casting mold for liquid metals, in particular for liquid steel, with one arranged at the mold entrance area Upper flange and a lower flange underneath, whereby upper flange and lower flange a lubrication gap and one around the hot sides of the mold interior Form a circumferential outlet slot for lubricants.
- Such continuous casting molds are used for all strand formats, especially for Long and flat products, i.e. Blooms, billets, slabs, thin slabs, Pre-profiles, round cross-sections and polygon formats are used.
- liquid lubricants e.g. Oil, lubricated.
- the combustion residues act as a lubricant between Casting strand and mold.
- the lubricant and its combustion or Melt products are a thin intermediate layer between liquid metal and Mold wall advantageous and prevent the strand shell from sticking to the Mold wall by the coefficient of friction between the mold wall and the solidified strand shell is reduced. A reduced adherence of the Liquid metal on the mold wall prevents the tearing open froze strand shell in the mold.
- the respective lubricants thus stabilize the casting process and increases the quality of the strand surface.
- the used as lubricants Fabrics require certain properties.
- the liquid lubricants must remain sufficiently thin at working temperatures, be homogeneous and the physical properties must be stable. Solid additives, such as. Solid particles would be harmful. Other requirements are one sufficient toughness and adherence to the copper plates of the Mold walls. These properties ensure a reliable, continuous Lubricant supply.
- the invention has for its object the lubricant supply and supply to make it safer to achieve the required smooth, uninterrupted Maintain lubricant flow.
- the object is achieved in that the upper flange and the lower flange has a lubrication gap for both form liquid lubricant and that in the direction of flow before Lubricant outlet of the lubrication gap has a labyrinthine course.
- the advantage is a constant lubricant flow, which makes contamination easier and keeps contaminants from adhering less. remaining Contamination is easier to remove from the lubricant outlet.
- the labyrinthine course is one-sided trapezoidal ring recess with a flank in a lubricant cover and a protruding rectangular projection on one Lubricant flange is formed. Metal or slag splash can only still get to the labyrinth flank and can therefore be removed more easily become.
- Another improvement provides that the one-sided trapezoidal Ring recess limited lubrication gap a larger storage space than the rest of the course of the labyrinth-shaped lubrication gap forms. That through The larger volume created is just before the lubricant escapes and provides always represents a specific lubricant supply, so that the continuity of the Lubricant supply is increased. When cleaning the lubricant outlet impurities do not jam so easily and are removed from the Lubricant also discharged.
- 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 accomplished is. This will cause liquid metal or slag spray to adhere also avoided. Ceramic materials in particular are used for this Application.
- the Temperature change resistant material of the upper flange and the high heat and temperature change resistant material of the lower flange as the hot side adjacent rings are executed. Burning of attachments (Liquid metal and / or slag) is no longer in these areas required. In addition, the lubricant outlets no longer settle as so far too. The sensitive edges of the lubricant outlets are too no longer destroyed. Casting stops and poor quality of the casting strand, conditionally due to faulty lubrication are minimized. Furthermore, long Pouring periods supported (also using pouring jet protection agents).
- Another advantage is that an insert is placed over the upper flange made of refractory material and arranged on a mold protection cover plate are.
- the features and advantages shown above are thereby favored that the lubricant made of casting oil is more natural or synthetic Origin or from a mixture of one of these oils with mold powder consists.
- the mold entrance area 1 a is by means of a Mold protection cover plate 20 protected from mechanical influences.
- the Mold protection cover plate 20 is over an insert made of refractory material 19 arranged. Underneath there is an upper flange 3, which together with a Lower flange 4 forms a lubrication gap 5.
- the liquid metal 2, in particular liquid steel 2a during the casting operation often for adhering steel and / or slag splashes in the area of the mold interior 1b tends to the lubrication gap 5. This results in the drawn, irregular lubricant deficiency surfaces 21, 22. In these Cases stuck in areas A, B, C steel 2a on the copper plate, which is generally occurs at the meniscus area of the liquid level.
- the labyrinthine course 11 is through a one-sided, the mold interior 1b facing, trapezoidal or similar ring recess 12 with a labyrinth flank 13 in the lubricant cover and with one in this protruding, rectangular projection 14 on a lubricant flange , educated.
- the rectangular projection 14 ends in the surface 6a of the hot side 6 (FIG. 3).
- the ring recess 12 which is delimited by the trapezoidal one-sided form, Lubrication gap 5 a larger storage space 15 than the rest of the course 11 of the labyrinth-shaped lubrication gap 5.
- the upper flange 3 in the area of the labyrinth 16 is made of heat and temperature change resistant Made of material.
- the lower flange is analogous to this 4 in the area of the labyrinth 16 also made of highly heat and temperature change resistant Material made (Fig. 4).
- the heat and temperature changes are resistant Material of the upper flange 3 (the lubricant cover) and the high-temperature and temperature change resistant material of the lower flange 4 (of the lubricant flange) as adjacent to the hot side 6 Rings 13 formed.
- the upper flange 3 and the lower flange 4 are made as carriers of the rings 17 Made of steel.
- the lubricant 7 consists of pouring oil natural or synthetic Origin or from a mixture of one of these oils with one low-friction, heat-resistant fabric, such as made of graphite, casting powder and the like etc. ..
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille für flüssige Metalle, insbesondere
für flüssigen Stahl, mit einem am Kokillen-Eingangsbereich angeordneten
Oberflansch und einem darunter befindlichen Unterflansch, wobei Oberflansch
und Unterflansch einen Schmierspalt und eine um die Heißseiten des Kokillen-Innenraums
umlaufenden Austrittsschlitz für Schmiermittel bilden.
Derartige Stranggießkokillen werden für alle Strangformate, insbesondere für
Lang- und Flachprodukte, d.h. Blooms, Knüppel, Brammen, Dünnbrammen,
Vorprofile, Rundquerschnitte und Polygonformate, eingesetzt.
Allgemein wird zwischen dem Gießstrang und der Kokillenwand mittels Feststoffen,
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 Verbrennungsrückstände 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 Reibungskoeffizient zwischen Kokillenwand und der
erstarrten Strangschale herabgesetzt wird. Ein vermindertes Anhaften des
Flüssigmetalls an der Kokillenwandung verhindert dadurch das Aufreißen der
erstarrten Strangschale in der Kokille. Außerdem 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 Anforderungen sind eine
ausreichende Zähigkeit und ein Haftungsvermögen an den Kupferplatten der
Kokillenwände. Diese Eigenschaften sichern eine zuverlässige, kontinuierliche
Schmiermittel-Zuführung.
Eine einwandfreie Funktion der Austrittsschlitze ist außerdem eine Grundvoraussetzung
für das kontinuierliche Zuführen des flüssigen Schmiermittels. Die
Austrittsschlitze 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 demzufolge 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 Reinigung der Stranggießkokille vor Gießbeginn, vor allen
Dingen aber der Austrittsschlitze, beseitigt werden. Strangoberflächen-Fehler,
die durch Verunreinigungen hervorgerufen werden, sind Fehlern ähnlich,
die bei Schmiermittelmangel entstehen. Störungen entstehen außerdem
durch unsachgemäßes Brennen, d.h. Reinigen 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schmiermittelführung und - Zuführung
sicherer zu gestalten, um den erforderlichen gleichmäßigen, ununterbrochenen
Schmiermittelfluss aufrecht zu erhalten.
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 konstanter Schmiermittelstrom, der Verunreinigungen leichter
fernhält und bei dem Verunreinigungen weniger anhaften können. Restliche
Verunreinigungen können leichter aus dem Schmierstoff-Austritt entfernt werden.
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
Schmiermittelflansch gebildet ist. Metall- oder Schlackespritzer können nur
noch bis zur Labyrinth-Flanke gelangen und können auch deshalb leichter beseitigt
werden.
Diese Ausbildung wird nun derart weitergeführt, dass der rechteckförmige Vorsprung
in der Fläche der Heißseite endet. Dadurch wird eine gegenüber einem
flachen Schlitz vergrößerte Mündung geschaffen.
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
geschaffene größere Volumen liegt kurz vor dem Schmierstoff-Austritt und stellt
immer 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.
Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, dass der Oberflansch im Bereich
des Labyrinths aus hochhitze- und temperaturwechselbeständigem Werkstoff
ausgeführt
ist. Dadurch wird ein Anhaften von Flüssigmetall- oder Schlackespritzem
ebenfalls vermieden. Hierfür kommen insbesondere Keramikwerkstoffe zur
Anwendung.
Dasselbe gilt dann, wenn der Unterflansch im Bereich des Labyrinths aus
hochhitze- und temperaturwechselbeständigem Werkstoff ausgeführt ist.
Zur Einsparung von teuren Werkstoffen ist vorgesehen, dass der hochhitzeund
temperaturwechselbeständige Werkstoff des Oberflansches und der hochhitze-
und temperaturwechselbeständige Werkstoff des Unterflansches als an
die Heißseite angrenzende Ringe ausgeführt sind. Ein Abbrennen von Anhaftungen
(Flüssigmetall und / oder Schlacke) ist in diesen Bereichen nicht mehr
erforderlich. Außerdem 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.
Vorteile ergeben sich noch dadurch, dass über dem Oberflansch eine Einlage
aus Feuerfestmaterial und auf dieser eine Kokillenschutz-Abdeckplatte angeordnet
sind.
An beanspruchten Flächen, die gereinigt werden müssen, ist weiterhin günstig,
dass der Oberflansch und der Unterflansch aus Stahl hergestellt sind.
Grundsätzlich werden die vorstehend aufgezeigten Merkmale und Vorteile dadurch
begünstigt, dass das Schmiermittel aus Gießöl natürlicher oder synthetischer
Herkunft oder aus einer Mischung aus einem dieser Öle mit Gießpulver
besteht.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden
nachstehend näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen senkrechten Schnitt durch den oberen Bereich einer Stranggießkokille,
- Fig. 2
- eine perspektivische Teilansicht auf die Heißseite mit den Austrittsschlitzen,
- Fig. 3
- eine Vorderansicht auf den Austrittsschlitz und
- Fig. 4
- eine Vorderansicht auf den Austrittsschlitz mit alternativen Einsätzen aus Nichtstahlwerkstoffen.
In der Stranggießkokille 1 wird der Kokillen-Eingangsbereich 1a mittels einer
Kokillenschutz-Abdeckplatte 20 vor mechanischen Einflüssen geschützt. Die
Kokillenschutz-Abdeckplatte 20 ist über einer Einlage aus Feuerfestmaterial 19
angeordnet. 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
gezeichneten, 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.
Aus Fig. 2 ergibt sich, dass der Oberflansch 3 und der Unterflansch 4 einen
beidseitig eben begrenzten Schmierspalt 5 für flüssiges Schmiermittel 7 bilden.
An der Heißseite 6, also dem Kokillen-Innenraum 1 b 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
Schmiermittelflansch 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.
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
labyrinthartigen Verlauf 11 einnimmt.
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.
Der rechteckige Vorsprung 14 endet in der Fläche 6a der Heißseite 6 (Fig. 3).
Dabei bildet der durch die einseitig trapezförmige Ringausnehmung 12 begrenzte
Schmierspalt 5 einen größeren Speicherraum 15 als der übrige Verlauf
11 des labyrinthförmigen Schmierspaltes 5.
Der Oberflansch 3 im Bereich des Labyrinths 16 ist aus hochhitze- und temperaturwechselbeständigem
Werkstoff ausgeführt. Analog dazu ist der Unterflansch
4 im Bereich des Labyrinthes 16 ebenfalls aus hochhitze- und temperaturwechselbeständigem
Werkstoff hergestellt (Fig. 4).
Wie weiter aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind der hochhitze- und temperaturwechselbeständige
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.
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
reibungsmindemden, hitzefesten Stoff, wie z.B. aus Graphit, Gießpulver u. dgl..
- 1
- Stranggießkokille
- 1a
- Kokillen-Eingangsbereich
- 1b
- Kokillen-Innenraum
- 2
- flüssiges Metall
- 2a
- flüssiger Stahl
- 3
- Oberflansch (Schmiermitteldeckel)
- 4
- Unterflansch (Schmiermittelflansch)
- 5
- Schmierspalt
- 6
- Heißseite
- 6a
- Heißseiten-Fläche
- 7
- flüssiges Schmiermittel
- 8
- Austrittsschlitz
- 9
- Strömungsrichtung
- 10
- Schmierstoff-Austritt
- 11
- labyrinthartiger Verlauf
- 12
- Ringausnehmung
- 13
- Labyrinth-Flanke
- 14
- Vorsprung
- 15
- Speicher-Raum
- 16
- Labyrinth
- 17
- Ring
- 18
- Einlage
- 19
- Feuerfestmaterial
- 20
- Kokillenschutz-Abdeckplatte
- 21
- Schmierstoff-Mangelfläche
- 22
- Schmierstoff-Mangelfläche
Claims (10)
- Stranggießkokille für flüssige Metalle, insbesondere für flüssigen Stahl, mit einem am Kokillen-Eingangsbereich angeordneten Oberflansch und einem darunter befindlichen Unterflansch, wobei Oberflansch und Unterflansch einen Schmierspalt und eine um die Heißseiten des Kokillen-Innenraums umlaufenden Austrittsschlitz für Schmiermittel bilden,
dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflansch (3) und der Unterflansch (4) einen beidseitig eben begrenzten Schmierspalt (5) für flüssiges Schmiermittel (7) bilden und dass in Strömungsrichtung (9) vor dem Schmierstoff-Austritt (10) der Schmierspalt (5) einen labyrinthartigen Verlauf (11) aufweist. - Stranggießkokille nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der labyrinthartige Verlauf (11) durch eine einseitig trapezförmige Ringausnehmung (12) mit einer Flanke (13) in einem Schmiermitteldekkel und einen in diesen ragenden, rechteckförmigen Vorsprung (14) an einem Schmiermittelflansch gebildet ist. - Stranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der rechteckförmige Vorsprung (14) in der Fläche (6a) der Heißseite (6) endet. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der durch die einseitig trapezförmige Ringausnehmung (12) begrenzte Schmierspalt (5) einen größeren Speicherraum (15) als der übrige Verlauf (11) des labyrinthartigen Schmierspaltes (5) bildet. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflansch (3) im Bereich des Labyrinths (16) aus hochhitze- und temperaturwechselbeständigem Werkstoff ausgeführt ist. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Unterflansch (4) im Bereich des Labyrinths (16) aus hochhitze- und temperaturwechselbeständigem Werkstoff ausgeführt ist. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der hochhitze- und temperaturwechselbeständige Werkstoff des Oberflansches (3) und der hochhitze- und temperaturwechselbständige Werkstoff des Unterflansches (4) als an die Heißseite (6) angrenzende Ringe (17) ausgeführt sind. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass über dem Oberflansch (3) eine Einlage (18) aus Feuerfestmaterial (19) und auf dieser eine Kokillenschutz-Abdeckplatte (20) angeordnet sind. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflansch (3) und der Unterflansch (4) aus Stahl hergestellt sind. - Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) aus Gießöl natürlicher oder synthetischer Herkunft oder aus einer Mischung von einem dieser Öle mit Gießpulver besteht.
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-
2001
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