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EP2014393A1 - Kokille zum Stranggiessen von Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln - Google Patents

Kokille zum Stranggiessen von Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln Download PDF

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Publication number
EP2014393A1
EP2014393A1 EP07025252A EP07025252A EP2014393A1 EP 2014393 A1 EP2014393 A1 EP 2014393A1 EP 07025252 A EP07025252 A EP 07025252A EP 07025252 A EP07025252 A EP 07025252A EP 2014393 A1 EP2014393 A1 EP 2014393A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
support
tube
profiles
chill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP07025252A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2014393B1 (de
Inventor
Franz Kawa
Adalbert Roehrig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Concast AG
Original Assignee
Concast AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Concast AG filed Critical Concast AG
Priority to PL07025252T priority Critical patent/PL2014393T3/pl
Publication of EP2014393A1 publication Critical patent/EP2014393A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2014393B1 publication Critical patent/EP2014393B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • B22D11/055—Cooling the moulds

Definitions

  • the invention relates to a mold for the continuous casting of billets, slabs or billets according to the preamble of claim 1.
  • Continuous casting molds are known to be subject to significant thermal stresses during operation due to the solidified in Kokillenhohlraum liquid metal. The latter consequently cause thermal expansions of the mold walls and thus lead to deformations of the precisely produced mold cavity. Particularly undesirable are deformations transverse to the casting direction, because they change the important for the solidification Kokillenkonizmaschine. It is therefore necessary to take special measures to stabilize the mold walls in their position.
  • connection profiles are formed, for example, as dovetail or T-profiles, which engage in corresponding grooves of the support jacket. Inserted into the grooves they are in the longitudinal direction of the mold. This assembly is not always easy because it comes to friction on between the mold walls and the support shell provided sealing elements.
  • the mold tube walls are each not only held in the direction perpendicular to the casting axis, but also prevented from thermal expansion in the wall or support plane, transverse to the casting axis. The latter can lead to tensions and permanent deformations and fatigue cracks of the mold tube.
  • the present invention has for its object to provide a mold of the type mentioned above, which has a high dimensional stability in the casting operation, and in which nevertheless caused by thermal expansion of the mold walls deformations can be largely avoided.
  • connection profiles are in each case designed as two profiled strips protruding inwards from the outer circumference of the mold tube and projecting inwardly from the inner circumference of the support casing, which interlock in such a way that a clearance is present in the circumferential direction of the mold.
  • a mold 1 for continuous casting of rectangular cross-section blooms, slabs or billets which has a mold tube 2 made of copper, which forms a mold cavity 3, and a surrounding the mold tube 2 support jacket 4.
  • the support shell 4 is composed of four support plates 5, 5 ', which are connected to each other by means of screws 6.
  • cooling channels 10 are provided for guiding cooling water, which form part of a water circulation cooling for the copper pipe, form ferrohr, and which are distributed over the entire circumference and substantially over the entire length of the mold tube 2 (see, in particular Fig. 2 and 4 ).
  • the support plates 5, 5 ' are provided in the upper and in the lower region with connected to the cooling channels 10 inlets and outlets 11, 12 for the cooling water.
  • the cooling channels 10 are embedded in the outer peripheral surface of the mold tube 2, for example milled.
  • the mold tube 2 is supported, on the one hand, by supporting profiles 15 extending in the longitudinal direction L and distributed over the circumference on the support jacket 4 or on the support plates 5, 5 ', and on the other hand is in contact with these support plates 5, 5' via connecting profiles 20 extending in the longitudinal direction in a detachable, positive connection.
  • the cooling channels 10 are bounded laterally by the support profiles 15 and / or the connection profiles 20.
  • connection profiles 20 are designed in each case as two profiled strips 21, 22 protruding inwardly from the outer circumference of the mold tube 2 and projecting inwards from the inner circumference of the support jacket 4. They are distributed over the respective Kokillenseite, wherein their number per page depends on the mold size.
  • the cross-sectionally rectangular mold 1 are for example according to Fig. 2 the wider support plates 5, each with four and the narrower support plates 5 ', each equipped with two connecting profiles 20.
  • the profiled strips 21, 22 are preferably nose-shaped in cross-section (as described below with reference to FIG Fig. 8a, 8b and 9a, 9b will be described) and interlock such that in the circumferential direction of the mold 1 a game is present.
  • the mold walls are in the on the held the support plates 5, 5 'adjacent position in the direction perpendicular to the casting axis, but it is possible due to thermal expansion mutual displacement along the mold wall possible, especially in Kokillenlnaturescardi L, but also in the context of the proposed game across it, in the circumferential direction of mold.
  • the mold tube 2 is held in its corner regions with a corresponding clearance relative to the support jacket 4.
  • Each of the support plates 5, 5 ' is advantageously equipped in its peripheral region with a cooling zone sealing the sealing ring 23, 23', in a Fig. 5 showing the support plate 5, shown channel 24 is inserted.
  • smaller mold 1 'square cross-section is only one of two interlocking profile strips existing connection profile 20' per mold side (and a plurality of support profiles 15 ') are present.
  • the connecting profiles 20 'connecting the mold tube 2' to the support jacket 4 ' are each arranged in the middle region of the respective mold wall.
  • FIGS. 6 and 7a . 7b, 7c If the respective support plate 5 "during assembly must be moved laterally relative to the Kokillenrohrwand until the engagement of the profile strips 21", 22 ".Also in the presence of sealing rings, the assembly is much easier than in the case of EP-B1-1 468 760 known molds, the lateral displacement in the novel mold is not to be compared in size with the longitudinal displacement during assembly according to the EP-B1-1 468 760 , In addition, the respective support plate 5 "can be set slightly inclined until it engages, thereby avoiding the friction on the sealing ring.
  • FIG. 8a, 8b and 9a, 9b Particularly advantageous cross-sectional shapes of the profile strips 21, 22 are made Fig. 8a, 8b and 9a, 9b seen.
  • the cross-sectional nose-shaped profiled strips 21, 22 project by an amount a from a base surface 27 or 28 of the mold tube 2 and the support plate 5, respectively.
  • the profile strip 21 of the Ko-21 of the mold tube 2 has a support surface 29, with which it rests in the assembled state on the base surface 28 of the support plate 5 and vice versa, the support plate 5 comes with a support surface 30 on the base 27 of the mold tube 2 to the plant.
  • the profiled strips 21, 22 each have a directed in the circumferential direction of the mold, rounded nose 31 and 32 with a radius r 1 , which is engaged by a likewise rounded, the nose in the circumferential direction opposite recess 33 and 34 with a radius r 2 ,
  • the Radis r 2 of the recesses 33, 34 is slightly larger than the radius r 1 of the two lugs 31, 32.
  • the nose engages the one in the recess of the other profile strip, with a lateral clearance of, for example, ⁇ 0.1 mm, which results from the difference between the two radii r 1 , r 2 , so that in the context of this game, a thermal expansion caused by mutual displacement along the mold wall in the circumferential direction of the mold can take place.
  • the mold size is crucial. For larger molds, a larger game must be guaranteed.
  • a possible cross-sectional shape of the nose-shaped profiled strips 21, 22 for larger molds is in Fig. 9a, 9b shown, where the nose 31 'and 32' of a profile strip 21 and 22, respectively in the recess 34 'and 33' of the other profile strip 22 and 21 with a larger game in the circumferential direction Richrich can intervene.
  • mold tube 2 or 2 'or 2 " it is also possible and quite usual to assemble the mold cavity forming the mold cavity as a plate mold with individual copper plates or otherwise shaped mold tube walls associated with a plurality of support plates which form the support shell around the plate mold around.
  • Fig. 10 shows as an example a mold plate 42 a plate mold for continuous casting of thin slabs.
  • the long sides of such molds are 1 to 2 m and the narrow sides only 50 to 10 mm wide.
  • the long-side mold plates 42 are provided in the upper region with a bulge 50 for the dip tube, ie the mold tube wall is not straight everywhere.
  • the mold plate 42 associated with the support plate 45 is provided on the inside with a corresponding recess 51.
  • the cooling channels 10 are provided, which are bounded by the support profiles 10 and / or the connection profiles 20.
  • the connecting profiles 20 are again designed as two interlocking profiled strips 21, 22 with lugs 31, 32 which engage in the circumferential direction of the chill and intermesh with play.
  • the bulge 50 and the recess 51 and the lugs 31, 32 are directed obliquely, parallel to the Kokilleninnen Chemistry 50 a, 50 b.
  • FIG. 5 illustrates a copper mold tube wall 52 of a plate mold for continuous casting of double T pre-profiles, which has a web part 52a, two flange parts 52b, and an oblique part 52c connecting the web part 52a to the respective flange part 52b.
  • the web portion 52a is associated with a support plate 55a.
  • the flange 52b are each equipped with a support plate 55b. Between the support plate 55a for the web portion 52a and the support plate 55b for the flange portions 52b, a support plate 55c extending along the inclined portions 52c is disposed and overlapped by the adjacent support plates 55a, 55b.
  • the support profiles 10 and / or the connection profiles 20 are present, the latter as two interlocking profile strips 21, 22 formed with in the circumferential direction of the mold and interlocking with play lugs 31, 32.
  • the lugs 31, 32 are also always directed parallel to the Kokilleninnen Chemistry in the circumferential direction of the mold, even in the region of the inclined portions 52c.
  • the profile strips 22 are always perpendicular to the respective wall part.
  • Fig. 12 shows a mold tube 60 with a mold cavity 3, which in itself the same as that after Fig. 1 to Fig. 5 designed and therefore not explained in detail.
  • the support plates 61, 62 are not formed as a support casing forming a box, but they are independently secured by means of the inventive profile strips on the respective present four outer walls 60 'of the mold tube 60.
  • These support plates 61, 62 are advantageously configured trapezoidal in horizontal cross-section and form a plane surface resting on the respective outer wall 60 'of the tube 60, so that the cooling channels 10 milled on the outside are covered by the same in the tube 60.
  • These support plates 61, 62 thus form only a kind of stiffening of the relatively thin-walled mold tube.
  • the mold tube 60 is held together with the support plates 61, 62 in a mold housing, not shown in detail, which is divided into two and for this purpose may have a center flange, not shown, which surrounds the support plates 61, 62.
  • the cooling water in the interior of the mold housing is passed on the bottom through the cooling channels 10 of the tube upwards and passes on the top again into the mold housing.
  • FIG. 12 This results in a simplified embodiment of a mold in particular because the support plates 61, 62 are not connected to each other.
  • these support plates could also be designed differently, for example by the cooling channels would be assigned to these support plates.
  • Another mold 1 "with an elongated rectangular cross-section according to Fig. 13 has a mold tube 71 and a surrounding this Supporting jacket 74, wherein the support jacket 74 is divided in its longitudinal direction at the points 74 'is thus made of four shell parts, which are screwed together at these points 74'.
  • connection profiles 70 are provided on the two elongated sides of the mold 1", which are arranged symmetrically to the central axis A of the longitudinal sides.
  • These connection profiles 70 are the same as those after Fig. 2 trained and therefore not explained again in detail. Due to the relatively thin wall of the support jacket 74 70 longitudinal profiles 76 and also transverse profiles 77 are welded on its outer side in the connection profiles. The longitudinal profiles 76 are held in place by screws. Of course, more than two such connection profiles 70 could be assigned per page.

Landscapes

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Abstract

Eine Kokille zum Stranggiessen von Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln ist mit einem Kokillenrohr (2) und einem dieses umgebenden Stützmantel (4) versehen. Das Kokillenrohr (2) ist über in seiner Längsrichtung verlaufende und über den Umfang verteilte Stützprofile (15) am Stützmantel (4) abgestützt und mit diesem über sich in Längsrichtung erstreckende Verbindungsprofile (20) formschlüssig verbunden. Die Verbindungsprofile (20) sind jeweils als vom Aussenumfang des Kokillenrohres (2) nach aussen und vom Innenumfang des Stützmantels (4) nach innen vorstehende Profilleisten (21, 22) ausgebildet, die derart ineinandergreifen, dass in Umfangsrichtung der Kokille ein Spiel vorhanden ist. Dadurch werden die durch die thermische Ausdehnung verursachten Spannungen, bleibende Deformationen und Ermüdungsrisse im Kokillenrohr weitgehend vermieden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kokille zum Stranggiessen von Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Stranggiesskokillen unterliegen bekanntlich im Betriebeinsatz durch das im Kokillenhohlraum erstarrende Flüssigmetall erheblichen thermischen Belastungen. Letztere verursachen folglich thermische Ausdehnungen der Kokillenwände und führen somit zu Verformungen des präzise hergestellten Kokillenhohlraumes. Besonders unerwünscht sind Verformungen quer zur Giessrichtung, weil sie die für den Erstarrungsvorgang wichtige Kokillenkonizität verändern. Es sind daher besondere Massnahmen zu ergreifen, um die Kokillenwände in ihrer Lage zu stabilisieren.
  • Aus der gattungsbildenden EP-B1-1 468 760 ist es bekannt, um das den Formhohlraum bildende Kokillenrohr aus Kupfer einen Stützmantel anzuordnen, an dem das Kokillenrohr über in seiner Längsrichtung verlaufende und über den Umfang verteilte Stützprofile abgestützt ist. Das Kokillenrohr ist mit dem Stützmantel über sich in Längsrichtung erstreckende Verbindungsprofile formschlüssig verbunden, wobei zwischen dem Kokillenrohr und dem Stützmantel Kühlkanäle zum Führen von Kühlwasser angeordnet sind, die durch die Stützprofile und/oder die Verbindungsprofile begrenzt sind. Die Verbindungsprofile sind z.B. als Schwalbenschwanz- oder T-Profile ausgebildet, die in entsprechende Nuten des Stützmantels eingreifen. In die Nuten eingeführt werden sie in Längsrichtung der Kokille. Diese Montage ist nicht immer einfach, weil es zur Reibung an zwischen den Kokillenwänden und dem Stützmantel vorgesehenen Dichtelementen kommt. Die Kokillenrohrwände werden jeweils nicht nur in der zur Giessachse senkrechten Richtung festgehalten, sondern auch an einer thermischen Ausdehnung in der Wand- bzw. Abstützungsebene, quer zur Giessachse, gehindert. Das letztere kann zu Spannungen und bleibenden Deformationen und Ermüdungsrissen des Kokillenrohres führen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kokille der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Giessbetrieb eine hohe Formstabilität aufweist, und bei der dennoch durch thermische Ausdehnung der Kokillenwände verursachte Verformungen weitgehend vermieden werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Kokille mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Kokille bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Erfindungsgemäss sind die Verbindungsprofile jeweils als zwei vom Aussenumfang des Kokillenrohres nach aussen und vom Innenumfang des Stützmantels nach innen vorstehende Profilleisten ausgebildet sind, die derart ineinandergreifen, dass in Umfangsrichtung der Kokille ein Spiel vorhanden ist. Durch die Profilleisten werden die Kokillenrohrwände an den sie stützenden Wänden des Schutzmantels in der zur Giessachse senkrechten Richtung gehalten, jedoch ist eine durch thermische Ausdehnung bedingte Verlagerung entlang der Kokillenwand möglich, vor allem in Kokillenlängsrichtung, aber auch im Rahmen des vorgesehenen Spiels quer dazu, in Umfangsrichtung der Kokille. Dadurch werden die durch die thermische Ausdehnung verursachten Spannungen, bleibende Deformationen und Ermüdungsrisse im Kokillenrohr weitgehend vermieden. Nicht zuletzt wird auch die Montage der Kokille vereinfacht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Kokille mit einem Kokillenrohr und einem aus vier Stützplatten zusammengesetzten Stützmantel;
    Fig. 2
    die Kokille nach Fig. 1 im horizontalen Querschnitt;
    Fig. 3
    einen der Fig. 2 entsprechenden horizontalen Teilschnitt im vergrösserten Massstab;
    Fig. 4
    die Kokille nach Fig. 1 im vertikalen Querschnitt nach Linie IV-IV in Fig. 2;
    Fig. 5
    eine der Stützplatten in perspektivischer Darstellung;
    Fig. 6
    ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Kokille im horizontalen Querschnitt;
    Fig. 7a, 7b, 7c
    eine Stützplatte und einen Teil des Kokillenrohres mit weiteren zwei Stützplatten voneinander getrennt sowie in einem zusammengebauten Zustand gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel;
    Fig. 8a, 8b
    im horizontalen Querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel von Verbindungsprofilen zur Verbindung des Kokillenrohres mit dem Stützmantel;
    Fig. 9a, 9b
    im horizontalen Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel von Verbindungsprofilen zur Verbindung des Kokillenrohres mit dem Stützmantel;
    Fig. 10
    eine Kokillenplatte für eine Plattenkokille mit einer entsprechenden Stützplatte;
    Fig. 11
    eine weitere Ausführungsform einer Kokillenwand für eine Plattenkokille mit entsprechenden Stützplatten;
    Fig. 12
    ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Kokille in perspektivischer Darstellung mit einem Kokillenrohr und vier Stützplatten, und
    Fig. 13
    ein weiteres Ausführungsbeispiel eines im Querschnitt rechteckförmigen Kokillenrohres mit Stützmantel im horizontalen Querschnitt.
  • In Fig.1 bis 4 ist eine Kokille 1 zum Stranggiessen von im Querschnitt rechteckförmigen Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln dargestellt, die ein Kokillenrohr 2 aus Kupfer, welches einen Formhohlraum 3 bildet, sowie einen das Kokillenrohr 2 umgebenden Stützmantel 4 aufweist. Der Stützmantel 4 setzt sich aus vier Stützplatten 5, 5' zusammen, die miteinander mittels Schrauben 6 verbunden sind. Zwischen dem Kokillenrohr 2 und dem Stützmantel 4 sind Kühlkanäle 10 zum Führen von Kühlwasser vorgesehen, die einen Teil einer Wasserzirkulationskühlung für das Kupferrohr bilden, ferrohr bilden, und die über den ganzen Umfang und im wesentlichen über die ganze Länge des Kokillenrohres 2 verteilt sind (vgl. insbesondere Fig. 2 und 4). Die Stützplatten 5, 5' sind im oberen und im unteren Bereich mit an die Kühlkanäle 10 angeschlossenen Ein- und Auslässen 11, 12 für das Kühlwasser versehen.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kühlkanäle 10 in die äussere Umfangsfläche des Kokillenrohres 2 eingelassen, beispielsweise eingefräst. Das Kokillenrohr 2 ist einerseits über in seiner Längsrichtung L verlaufende und über den Umfang verteilte Stützprofile 15 am Stützmantel 4 bzw. an den Stützplatten 5, 5' abgestützt, und anderseits steht es mit diesen Stützplatten 5, 5' über sich in Längsrichtung erstreckende Verbindungsprofile 20 in einer lösbaren, formschlüssigen Verbindung. Die Kühlkanäle 10 sind dabei seitlich durch die Stützprofile 15 und/oder die Verbindungsprofile 20 begrenzt.
  • Die Verbindungsprofile 20 sind erfindungsgemäss jeweils als zwei vom Aussenumfang des Kokillenrohres 2 nach aussen und vom Innenumfang des Stützmantels 4 nach innen vorstehende, ineinandergreifende Profilleisten 21, 22 ausgebildet. Sie sind über die jeweilige Kokillenseite verteilt, wobei ihre Anzahl pro Seite von der Kokillengrösse abhängig ist. Bei der im Querschnitt rechteckförmigen Kokille 1 sind beispielsweise gemäss Fig. 2 die breiteren Stützplatten 5 mit je vier und die schmaleren Stützplatten 5' mit je zwei Verbindungsprofilen 20 ausgestattet.
  • Die Profilleisten 21, 22 sind vorzugsweise im Querschnitt nasenförmig ausgebildet (wie noch weiter unten anhand von Fig. 8a, 8b und 9a, 9b beschrieben wird) und greifen derart ineinander, dass in Umfangsrichtung der Kokille 1 ein Spiel vorhanden ist. Die Kokillenwände werden in der an den den Stützplatten 5, 5' anliegenden Stellung in der zur Giessachse senkrechten Richtung gehalten, es ist jedoch eine durch thermische Ausdehnung bedingte gegenseitige Verlagerung entlang der Kokillenwand möglich, vor allem in Kokillenlängsrichtung L, aber auch im Rahmen des vorgesehenen Spieles quer dazu, in Umfangsrichtung der Kokille. Um diese Verlagerung zu ermöglichen, ist das Kokillenrohr 2 in seinen Eckbereichen mit einem entsprechenden Spiel gegenüber dem Stützmantel 4 gehalten. Jede der Stützplatten 5, 5' ist mit Vorteil in ihrem Umfangsbereich mit einem die Kühlzone abdichtenden Dichtungsring 23, 23' ausgestattet, der in einen aus Fig. 5, die die Stützplatte 5 zeigt, ersichtlichen Kanal 24 eingelegt ist.
  • Während die Profilleisten 21 direkt am Kokillenrohr 2 angefertigt, d.h. einstückig mit dem Kokillenrohr 2 sind, ist insbesondere bei grossformatigen Kokillen und beim Vorhandensein der Dichtungsringe 23, 23' montagetechnisch vorteilhaft, die Profilleisten 22 für die Stützplatten 5, 5' separat auszuführen, wie am Beispiel nach Fig. 2 bis 4 gezeigt. Diese werden dann in entsprechende Ausnehmungen 25 der Stützplatten 5, 5' eingesetzt und mittels über die ganze Leistenlänge verteilten Schrauben 26 mit den Stützplatten 5, 5' verbunden. In diesem Fall ist bei der Montage keine seitliche Verschiebung der Stützplatten 5, 5' auf den Dichtungsringen 23, 23' notwendig, da die vorher eingelegten Profilleisten 22 nur noch an die Stützplatten 5, 5' angezogen werden müssen.
  • Wie in Fig. 6 und 7a, 7b, 7c gezeigt, ist es jedoch insbesondere bei kleineren Kokillen durchaus möglich die Profilleisten 22 für die Stützplatten 5, 5' direkt an den Stützplatten 5, 5' anzufertigen, d.h. einstückig mit der jeweiligen Stützplatte 5, 5' auszubilden.
  • Bei der in Fig. 6 dargestellten, kleineren Kokille 1' quadratischen Querschnitts ist jeweils nur ein aus zwei ineinandergreifenden Profilleisten bestehendes Verbindungsprofil 20' pro Kokillenseite (und mehrere Stützprofile 15') vorhanden. Die das Kokillenrohr 2' mit dem Stützmantel 4' verbindenden Verbindungsprofile 20' sind jeweils im Mittelbereich der jeweiligen Kokillenwand angeordnet.
  • Je nach Bedarf können gemäss Fig. 7a, 7b, 7c auch mehrere Verbindungsprofile 20" pro Kokillenseite vorgesehen sein, die aus einstückig mit dem Kokillenrohr 2" ausgebildeten Profilleisten 21" und einstückig mit der jeweiligen Stützplatte 5" ausgebildeten Profilleisten 22" bestehen. Das Kokillenrohr 2" kann pro Seite nur ein im Mittelbereich angeordnetes Stützprofil 15" oder mehrere Stützprofile 15" aufweisen.
  • Bei den Ausführungsformen nach Fig. 6 und 7a, 7b, 7c muss die jeweilige Stützplatte 5" bei der Montage seitlich gegenüber der Kokillenrohrwand verschoben werden, bis zum Einrasten der Profilleisten 21", 22". Selbst beim Vorhandensein von Dichtringen ist auch hier die Montage wesentlich einfacher als bei den aus der EP-B1-1 468 760 bekannten Kokillen, den die seitliche Verschiebung bei der erfindungsgemässen Kokille in ihrer Grösse nicht zu vergleichen ist mit der Längsverschiebung beim Zusammenbau nach der EP-B1-1 468 760 . Zudem kann die jeweilige Stützplatte 5" bis zum Einrasten leicht schräg gestellt und dadurch die Reibung auf dem Dichtring vermieden werden.
  • Besonders vorteilhafte Querschnittsformen der Profilleisten 21, 22 sind aus Fig. 8a, 8b und 9a, 9b ersichtlich. Die im Querschnitt nasenförmigen Profilleisten 21, 22 stehen um einen Betrag a von einer Grundfläche 27 bzw. 28 des Kokillenrohres 2 bzw. der Stützplatte 5 vor. Die Profilleiste 21 des Ko-21 des Kokillenrohres 2 weist eine Stützfläche 29 auf, mit der sie in zusammengebautem Zustand an der Grundfläche 28 der Stützplatte 5 anliegt und umgekehrt, die Stützplatte 5 kommt mit einer Stützfläche 30 auf der Grundfläche 27 des Kokillenrohres 2 zur Anlage. Die Profilleisten 21, 22 weisen jeweils eine in Umfangsrichtung der Kokille gerichtete, gerundete Nase 31 bzw. 32 mit einem Radius r1 auf, die von einer ebenfalls gerundeten, der Nase in Umfangsrichtung entgegengesetzten Vertiefung 33 bzw. 34 mit einem Radius r2 hintergriffen ist. Der Radis r2 der Vertiefungen 33, 34 ist dabei etwas grösser als der Radius r1 der beiden Nasen 31, 32. Beim Zusammenfügen der beiden Profilleisten 21, 22 greift die Nase der einen in die Vertiefung der anderen Profilleiste ein, und zwar mit einem seitlichen Spiel von beispielsweise ±0,1mm, welches sich aus der Differenz der beiden Radien r1, r2 ergibt, so dass im Rahmen dieses Spieles eine durch thermische Ausdehnung bedingte gegenseitige Verlagerung entlang der Kokillenwand in Umfangsrichtung der Kokille stattfinden kann.
  • Selbstverständlich ist auch eine durch thermische Ausdehnung verursachte gegenseitige Verlagerung in Längsrichtung der Profilleisten 21, 22, d.h. in Längsrichtung der Kokille möglich. Auf diese Art und Weise können Spannungen, plastische Deformationen und Ermüdungsrisse im Kokillenrohr, die ansonsten durch die thermische Ausdehnung verursacht werden, vermieden werden.
  • Für die Grösse des seitlichen Spieles ist die Kokillengrösse ausschlaggebend. Bei grösseren Kokillen muss auch ein grösseres Spiel gewährleistet sein. Eine mögliche Querschnittsform der nasenförmigen Profilleisten 21, 22 für grössere Kokillen ist in Fig. 9a, 9b gezeigt, wo die Nase 31' bzw. 32' der einen Profilleiste 21 bzw. 22 jeweils in die Vertiefung 34' bzw. 33' der anderen Profilleiste 22 bzw. 21 mit einem grösseren Spiel in Umfangsrichfangsrichtung eingreifen kann.
  • Statt eines einstückigen Kokillenrohres 2 bzw. 2' bzw.2" ist es auch möglich und durchaus üblich, das die den Formhohlraum bildende Kokille als Plattenkokille mit aus einzelnen kupfernen Platten oder anders geformten Kokillenrohrwänden zusammenzusetzen. Den einzelnen Kokillenplatten bzw. Kokillenrohrwänden sind dann eine oder mehrere Stützplatten zugeordnet, die den Stützmantel um die Plattenkokille herum bilden.
  • Fig. 10 zeigt als Beispiel eine Kokillenplatte 42 einer Plattenkokille zum Stranggiessen von Dünnbrammen. Die Langseiten derartiger Kokillen sind 1 bis 2 m und die Schmalseiten nur 50 bis 10 mm breit. Die langseitigen Kokillenplatten 42 sind im oberen Bereich mit einer Ausbauchung 50 für das Tauchrohr versehen, d.h. die Kokillenrohrwand verläuft nicht überall gerade. Auch die der Kokillenplatte 42 zugeordnete Stützplatte 45 ist auf der Innenseite mit einer entsprechenden Ausnehmung 51 versehen. Zwischen der Kokillenplatte 42 und der Stützplatte 45 sind wiederum die Kühlkanäle 10 vorgesehen, die durch die Stützprofile 10 und/oder die Verbindungsprofile 20 begrenzt sind.
  • Die Verbindungsprofile 20 sind erfindungsgemäss wiederum als zwei ineinandergreifende Profilleisten 21, 22 mit in Umfangsrichtung der Kokille gerichteten und mit Spiel ineinandergreifenden Nasen 31, 32 ausgebildet. Im schrägen Bereich der Ausbauchung 50 bzw. der Ausnehmung 51 sind auch die Nasen 31, 32 schräg gerichtet, parallel zu der Kokilleninnenfläche 50a, 50b. So wird auch dieser breiten und relativ dünnen Kupferplatte, die einer bedeutsamen thermischen Ausdehnung gegenüber der massiveren Stahlstützplatte ausgesetzt ist, die Möglichkeit gegeben, sich entlang der Kokillenwand tatsächlich auszudehnen. Bei dieser Variante ist es selbstververständlich von Vorteil, die Profilleisten 22 für die Stützplatte 45 separat auszuführen und in die Stützplatte 45 einzusetzen.
  • Fig. 11 stellt eine kupferne Kokillenrohrwand 52 einer Plattenkokille zum Stranggiessen von Doppel-T-Vorprofilen dar, die einen Stegteil 52a, zwei Flanschteile 52b und je einen den Stegteil 52a mit dem jeweiligen Flanschteil 52b verbindenden schrägen Teil 52c aufweist. Dem Stegteil 52a ist eine Stützplatte 55a zugeordnet. Auch die Flanschteile 52b sind mit je einer Stützplatte 55b ausgerüstet. Zwischen der Stützplatte 55a für das Stegteil 52a und den Stützplatte 55b für die Flanschteile 52b ist je eine entlang der schrägen Teile 52c verlaufende Stützplatte 55c angeordnet und von den benachbarten Stützplatten 55a, 55b überlappt. Auch hier sind die Stützprofile 10 und/oder die Verbindungsprofile 20 vorhanden, die letzteren als zwei ineinandergreifende Profilleisten 21, 22 mit in Umfangsrichtung der Kokille gerichteten und mit Spiel ineinandergreifenden Nasen 31, 32 ausgebildet. Die Nasen 31, 32 sind auch hier stets parallel zu der Kokilleninnenfläche in Umfangsrichtung der Kokille gerichtet, auch im Bereich der schrägen Teile 52c. Im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 10 sind jedoch die Profilleisten 22 stets senkrecht zu dem jeweiligen Wandteil. So wird auch bei dieser Kokillenform der thermischen Ausdehnung der einzelnen Kokillenwände des Kokillenrohres in ihrem ganzen Bereich Rechnung getragen.
  • Sowohl bei der Plattenkokille nach Fig. 10 als auch bei derjenigen nach Fig. 11 sind die Nasen 31, 32 bezüglich der quer zu der Längserstreckung der länglich ausgebildeten Kokille verlaufenden Mittelebene (A) symmetrisch angeordnet.
  • Fig. 12 zeigt ein Kokillenrohr 60 mit einem Formhohlraum 3, welches an sich gleich wie dasjenige nach Fig. 1 bis Fig. 5 ausgestaltet und daher nicht mehr im Einzelnen erläutert ist. Als Besonderheit sind jedoch die Stützplatten 61, 62 nicht als ein einen Kasten bildenden Stützmantel ausgebildet, sondern sie sind unabhängig voneinander mittels den erfindungsgemässen Profilleisten an den jeweiligen vorliegend vier Aussenwänden 60' des Kokillenrohres 60 befestigt. Diese Stützplatten 61, 62 sind vorteilhaft im Horizontalquerschnitt trapezförmig ausgestaltet und bilden eine an der jeweiligen Aussenwand 60' des Rohres 60 aufliegende plane Fläche, so dass die aussenseitig eingefrästen Kühlkanäle 10 beim Rohr 60 von denselben abgedeckt sind. Diese Stützplatten 61, 62 bilden somit nur eine Art Versteifung des relativ dünnwandigen Kokillenrohres.
  • Das Kokillenrohr 60 ist zusammen mit den Stützplatten 61, 62 in einem nicht näher gezeigten Kokillengehäuse gehalten, welches zweigeteilt ist und zu diesem Zwecke einen nicht dargestellten Mittelflansch aufweisen kann, der die Stützplatten 61, 62 umgibt. Das Kühlwasser im Innern des Kokillengehäuses wird auf der Unterseite durch die Kühlkanäle 10 des Rohres nach oben geleitet und gelangt auf der Oberseite wieder ins Kokillengehäuse.
  • Mit dieser Variante nach Fig. 12 ergibt sich eine vereinfachte Ausführung einer Kokille insbesondere deshalb, weil die Stützplatten 61, 62 nicht miteinander verbunden sind. Selbstverständlich könnten diese Stützplatten auch anders ausgestaltet sein, beispielsweise indem die Kühlkanäle diesen Stützplatten zugeordnet wären.
  • Eine weitere Kokille 1 " mit einem länglichen rechteckigen Querschnitt gemäss Fig. 13 weist ein Kokillenrohr 71 und einen dieses umgebenden Stützmantel 74 auf, wobei der Stützmantel 74 in seiner Längsrichtung an den Stellen 74' geteilt ist uns somit aus vier Mantelteilen besteht, welche an diesen Stellen 74' zusammengeschraubt sind.
  • Die Besonderheit bei dieser Kokille 1 " besteht darin, dass erfindungsgemäss nur an den beiden länglichen Seiten der Kokille 1" jeweils zwei Verbindungsprofile 70 vorgesehen sind, die zur Mittelachse A der Längsseiten symmetrisch angeordnet sind. Diese Verbindungsprofile 70 sind an sich gleich wie diejenigen nach Fig. 2 ausgebildet und daher nicht nochmals im Detail erläutert. Aufgrund der relativ dünnen Wandung des Stützmantels 74 sind an seiner Aussenseite bei den Verbindungsprofilen 70 Längsprofile 76 und ausserdem Querprofile 77 angeschweisst. Die Längsprofile 76 sind durch Schrauben festgehalten. Selbstverständlich könnten pro Seite auch mehr als zwei solcher Verbindungsprofile 70 zugeordnet sein.

Claims (16)

  1. Kokille zum Stranggiessen von Vorblöcken, Brammen oder Knüppeln, mit einem bzw. einer von einem Stützmantel (4; 4') bzw. Stützplatten (61, 62) umgebenden Kokillenrohr (2; 2'; 2") bzw. Plattenkokille, wobei das Kokillenrohr (2; 2'; 2") bzw. die Plattenkokille über in seiner Längsrichtung (L) verlaufende und über den Umfang verteilte Stützprofile (15; 15'; 15") am Stützmantel (4; 4') bzw. an den Stützplatten (61, 62) abgestützt und mit diesem über sich in Längsrichtung erstreckende Verbindungsprofile (20; 20'; 20") formschlüssig verbunden ist, wobei zwischen dem Kokillenrohr (2; 2'; 2") bzw. der Plattenkokille und dem Stützmantel (4; 4') bzw. Stützplatten (61, 62) durch die Stützprofile (15; 15'; 15") und/oder die Verbindungsprofile (20; 20'; 20") begrenzte Kühlkanäle (10) zum Führen von Kühlwasser angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verbindungsprofile (20; 20'; 20") jeweils als vom Aussenumfang des Kokillenrohres (2; 2'; 2") bzw. der Plattenkokille nach aussen und vom Innenumfang des Stützmantels (4; 4') bzw. den Stützplatten (61, 62) nach innen vorstehende Profilleisten (21, 22; 21 ", 22") ausgebildet sind, die derart ineinandergreifen, dass in Umfangsrichtung der Kokille ein Spiel vorhanden ist.
  2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilleisten (21, 22; 21", 22") im Querschnitt nasenförmig ausgebildet sind, wobei jeweils eine in Umfangsrichtung der Kokille gerichtete Nase (31, 32; 31', 32') der einen Profilleiste (21, 22; 21", 22") in eine die Nase (32, 31; 32', 31') der anderen Profilleiste (22, 21; 22", 21") hintergreifende Vertiefung (33, 34; 33', 34') eingreift.
  3. Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (2; 2'; 2") einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist und der Stützmantel (4; 4') sich aus vier Stützplatten (5, 5'; 5", 61, 62) zusammensetzt, wobei jeder Kokillenseite ein im Mittelbereich angeordnetes, zwei ineinandergreifende Profilleisten umfassendes Verbindungsprofil (20') oder mehrere derartige Verbindungsprofile (20; 20") - über die Kokillenseite verteilt - zugeordnet sind.
  4. Kokille nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Verbindungsprofile (20'; 20") bildenden Profilleisten (21"; 22") einstückig mit dem Kokillenrohr (2'; 2") bzw. mit der jeweiligen Stützplatte (5") ausgebildet sind.
  5. Kokille nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stützplatten (5, 5') zugeordneten Profilleisten (22) jeweils in eine Ausnehmung (25) der Stützplatte (5, 5') eingesetzt und mit der Stützplatte (5, 5') verbunden, vorzugsweise verschraubt sind.
  6. Kokille nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (2; 2'; 2") im Eckbereich des Stützmantels (4; 4') mit Spiel gehalten ist.
  7. Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Profilleisten (21, 22; 21", 22") im wesentlichen über die Gesamtlänge des Kokillenrohres (2; 2'; 2") bzw. des Stützmantels (4; 4') erstrecken.
  8. Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Formhohlraum bildende Plattenkokille aus mehreren kupfernen Platten (42) bzw. aus plattenförmig geformten Kokillenrohrwänden (52) zusammengesetzt ist, wobei jeder Platte (42) bzw. Kokillenrohrwand (52) eine oder mehrere Stützplatten (45; 55a, 55b, 55c) zugeordnet und mit dieser über die als ineinandergreifende Profilleisten (21, 22) ausgebildete Verbindungsprofile (20) verbunden sind.
  9. Kokille nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilleisten (21, 22) im Querschnitt nasenförmig ausgebildet sind, wobei jeweils eine in Umfangsrichtung der Kokille gerichtete Nase (31, 32) der einen Profilleiste (21, 22) in eine die Nase (32, 31) der anderen Profilleiste (22, 21) hintergreifende Vertiefung (33, 34; 33', 34') eingreift, wobei die Nasen (31, 32) in jedem Bereich der Kokillenrohrwand (52) parallel zu diesem Wandteil gerichtet ist.
  10. Kokille nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nasen (31, 32) bezüglich der quer zu der Längserstreckung der Kokille verlaufenden Mittelebene (A) symmetrisch angeordnet sind.
  11. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stützplatten (61, 62) vorgesehen sind, die unabhängig voneinander mittels den Profilleisten an den jeweiligen Aussenwänden (60') des Kokillenrohres (60) befestigt sind.
  12. Kokille nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatten (61, 62) derart am Kokillenrohr (60) anliegen, dass die aussenseitig eingefrästen Kühlkanäle (10) beim Rohr (60) von den Stützplatten abgedeckt sind.
  13. Kokillenrohr für eine Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsprofile (20; 20'; 20") vorgesehen sind, die jeweils als nach aussen vorstehende Profilleisten (21; 21") ausgebildet sind.
  14. Plattenkokille für eine Kokille nach einem der Ansprüche 1, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsprofile (20) vorgesehen sind, die jeweils als nach aussen vorstehende Profilleisten (21; 21") ausgebildet sind.
  15. Stützplatten für eine Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsprofile (20; 20'; 20") vorgesehen sind, die jeweils als nach innen vorstehende Profilleisten (22; 22") ausgebildet sind.
  16. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur zwei gegenüberliegenden Seiten der Kokille (1 ") Verbindungsprofile (70) zugeordnet sind, vorzugsweise in symmetrischer Anordnung zur Mittelachse A dieser Seiten.
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