DE3526736C2 - Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metall - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metall, insbesondere Stahl, be­ stehend aus in einem Rahmen gehaltenen und verspannten sowie gekühlten metallischen Kokillenplatten, die im verspannten Zustand einen quadratischen oder rechteckigen Formhohlraum bilden, wobei die den Formhohlraum begrenzende Fläche minde­ stens einer Kokillenplatte gekrümmt ist.

Derartige Stranggießkokillen für den Einsatz bei Senkrecht- und Kreisbogenanlagen zum Gießen von Vorblock- und Brammen­ formaten sind seit langem bekannt (DE-OS 15 08 902, DE-AS 19 39 777, GB-PS 1 147 092, GB-PS 1 191 070) und mit Erfolg im Einsatz. Die Kokillenplatten weisen vielfach auf ihrer dem Formhohlraum abgekehrten ebenen Seite längsverlaufende Kühl­ schlitze auf, sie können aber auch mit Kühlbohrungen versehen sein, die in Richtung des durchlaufenden Stranges die Kokil­ lenplatten durchsetzen. Insbesondere in Brammenanlagen wird den Kokillenplatten mit Kühlschlitzen bzw. Wasserkammern an der rückwärtigen Seite wegen der besseren Kühlverhältnisse der Vorzug gegeben.

Nun sind aber auch Stranggießkokillen im Markt, deren sowohl dem Formhohlraum als auch die dem Rahmen zugekehrte Seite im Sinne der gewünschten Kreisbogenform des Gußstrangs gekrümmt ist. Eine intensive Kühlung durch an der Außenfläche ange­ brachte Kühlschlitze ist z. B. wegen der auch in diesem Be­ reich gekrümmten Flächen schwierig herzustellen, weshalb die Kühlung solcher Platten auch durch im Platteninnern befind­ liche und in Richtung des Gußstrangs verlaufende sowie eben­ falls gekrümmte und vom Kühlwasser durchströmte Kühlbohrungen erfolgt. Abgesehen davon, daß die Kühlung zu wünschen übrig läßt, und auch die Maßgenauigkeit und Maßhaltigkeit nicht immer den laufend steigenden Anforderungen genügt, setzt der Einsatz solcher Kokillenplatten immer entsprechend vorgeform­ te Rahmen zur Herstellung des beispielsweise aus Längs- und Querplatten bestehenden Kokilleneinsatzes voraus.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießkokille der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Kokillenplatten für beliebige Rahmenausführungen einsatzfähig sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens eine Kokillenplatte aus zwei mit einer ebenen Trennfläche aneinander anliegenden Einzelplatten aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, wobei eine Einzelplatte den Formhohlraum begrenzt und die andere Einzelplatte die Verbindung zum Rahmen bildet und daß beide von der Trenn­ fläche abgekehrten Flächen der aneinander anliegenden Einzel­ platten gekrümmt sind.

Eine solche Ausführung läßt die universelle Anpassung der Kokilleneinsätze an beliebige Rahmenausführungen zu. So können bei ebener Außenfläche der dem Rahmen zugekehrten Einzelplatte diese Einsätze in die übliche Rahmenkonstruktion eingefügt werden, im Falle von Einzelplatten mit gekrümmten Außenflä­ chen sind gemäß der Erfindung ausgebildete Kokillenplatten für solche Rahmenkonstruktionen sofort einsatzfähig, deren Aufnahmen entsprechend der den Formhohlraum bildenden Kokillenflächen kreisbogenförmig ausgebildet sind.

Neben einer solchen universellen Einsatzmöglichkeit zweitei­ liger Kokillenplatten ergeben sich noch weitere Vorteile da­ durch, daß durch die beliebige Ausgestaltung der dem Raum zu­ gekehrten Einzelplatte die Kühlbohrungen, die Kühlkanäle und/oder die Wasserzuführung geändert, z. B. zur Verbesserung der Kühlwirkung, im Querschnitt vergrößert werden können. Eine gleichzeitige Änderung oder ein Austausch der den Formhohl­ raum bildenden Einzelplatte ist nicht erforderlich.

Darüber hinaus läßt es die Erfindung zu, auch bei nicht ver­ stellbaren Kokillen durch Änderung der Abmessung der dem Rah­ men zugekehrten Einzelplatte Formatänderungen des Gießstrangs herbeizuführen. Letzteres gilt für den einzelnen Gußstrang, z. B. einer Brammenanlage ebenso wie für den sog. Zwillings­ guß mit zwei parallel ausgezogenen Gußsträngen.

Von besonderem Vorteil ist es ferner, wenn in Weiterführung der Erfindung die formgebenden Innenflächen der dem Formhohl­ raum zugekehrten Einzelplatten eben und/oder konkav/konvex gekrümmt sind. Auf diese Weise ist eine Anpassung an die heu­ te gebräuchlichen Kokillenkonstruktionen erreicht.

Die erfindungsgemäße Stranggießkokille kann insbesondere im Handel befindliche Konstruktionen ersetzen, bei denen in eine einstückige gerade Kokillenplatte die Kühlbohrungen einge­ bracht und die Platte anschließend insgesamt gebogen wird. Hierbei läßt insbesondere die Kühlung der Platte zu wünschen übrig.

Bei rechteckförmigen Gußformaten bestehen die Kokillenein­ sätze aus sog. Längs- und Querplatten, wobei bei den Ver­ stellkokillen die Querplatten zur Änderung des Gußformats in Richtung der Längsplatten verschiebbar angeordnet sind. Auch hier findet die Erfindung eine vorteilhafte Anwendung, wenn z. B. die Längs- und/oder Querplatten aus jeweils zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten bestehen.

Die Aufteilung der Kokillenplatten in zwei Einzelplatten er­ laubt neben der Variation der äußeren Abmessungen und Formen vor allem auch beliebige Werkstoffkombinationen. Die Voraus­ setzung für optimale Gußqualitäten ist damit sichergestellt. So können in Weiterführung der Erfindung die Einzelplatten jeweils aus den gleichen Kupferwerkstoffen bestehen, die beiden Einzelplatten können aber auch aus Kupferwerkstoffen unterschiedlicher Legierungszusammensetzung hergestellt sein, je nach dem, welche Eigenschaften von der den Formhohlraum bildenden Einzelplatte und welche von der dem Rahmen zuge­ kehrten Einzelplatte verlangt werden.

Die Zweiteiligkeit der Kokillenplatte nach der Erfindung schafft gegenüber der erwähnten gebogenen einteiligen Platte mit Kühlbohrungen verbesserte Kühlverhältnisse, wenn nach der Erfindung die Einzelplatten im Bereich ihrer gegeneinander gerichteten ebenen Flächen Kühlkanäle und/oder Wasserkammern aufweisen. Diese Kühlkanäle oder -kammern sind aber auch wesentlich einfacher und daher kostengünstiger herstellbar, ganz abgesehen von der übersichtlicheren Kontrolle bei Stö­ rungen im Kühlmittelkreislauf und vereinfachten Montage.

Die Montage der Einzelplatten kann getrennt erfolgen oder wird im übrigen dadurch vereinfacht, daß, wie in Weiterfüh­ rung der Erfindung auch vorgesehen, die Verspannung der Ein­ zelplatten untereinander sowie im Rahmen durch Spann-/Dehn­ bolzen erfolgt, die durch die am Rahmen anliegende Einzel­ platte hindurchgeführt und in der den Formhohlraum begrenzen­ den Einzelplatte eingeschraubt sind.

Die Trennfläche der beiden Einzelplatten ist, insbesondere wenn, wie es die Regel ist, die Kühlkanäle oder Wasserkammern zur Trennfläche hin offen sind, nach außen abgedichtet. Hier­ für können an sich bekannte Mittel, z. B. O-Ringe, verwendet werden, man kann aber auch die zur Trennfläche hin offenen Kühlkanäle und/oder Wasserkammern durch eine Kupferfolie ab­ decken, die sich über die gesamte Plattenfläche erstreckt. Diese gleichzeitig als Abdeckung der Kühlkanäle und/oder Wasserkammern und zur Abdichtung nach außen dienende Folie wird man vor allem dann mit Vorteil verwenden, wenn die Ein­ zelplatten aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die Gefahr von Korrosionserscheinungen im Grenzflächenbereich bei Anwesenheit von Kühlwasser ist damit vermieden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.

Die Fig. 1 beschreibt eine heute übliche Plattenkonstruk­ tion, während in der

Fig. 2 eine demgegenüber entsprechend der Erfindung geändert Kokillenplatte für Stranggießmaschinen dargestellt ist.

Die Fig. 3 erläutert eine weitere Anwendungsmöglichkeit ei­ ner Kokillenplatte nach der Fig. 2 im Rahmen der Erfindung.

Schematisch angedeutet ist in der Fig. 1 ein Querschnitt durch eine Kokillenplatte 1 für Brammenkokillen mit anschlie­ ßendem Stahlrahmen 3, wie sie heute auch im Markt angeboten werden. Die dem Formhohlraum F zugekehrte Fläche 2 der Kokil­ lenplatte 1 ist entsprechend der gewünschten Kreisbogenform des Gußstrangs gekrümmt; gekrümmt ist aber auch die dem Stahlrahmen 3 zugekehrte Plattenfläche 4. Diese gleichzeitige Krümmung der Flächen 2 und 4 ist vom Grunde herstellungsbe­ dingt, da nach Herstellung der Kühlbohrung 5 in die noch gerade Platte 1 diese anschließend gebogen wird. Entsprechend der gebogenen oder gekrümmten Fläche 4 der Kokillenplatte 1 ist es notwendig, auch deren Auflage im Stahlrahmen 3 ge­ krümmt auszuführen, die Befestigung dort erfolgt über die Dehnschrauben 6. Abgesehen von dem erheblichen maschinellen Mehraufwand bei der Herstellung, können von der Kokillenplat­ te 1 abweichende Plattenformen, z. B. mit verbesserten Kühl­ eigenschaften, nicht verwendet werden.

Um hier einen Ausweg zu finden, sieht die Erfindung entspre­ chend Fig. 2 vor, daß die Kokillenplatte 7 aus den beiden Einzelplatten 8 und 9 besteht, die mit ihren jeweils ebenen Flächen in der Trennebene 10 zusammengefügt sind.

Die Krümmung der dem Formhohlraum F zugekehrten Fläche 11 entspricht z. B. der der Fläche 2 nach Fig. 1, ebenso seien die Krümmungen der Flächen 4 und 12 identisch. Der Stahlrahmen ist in beiden Fällen der gleiche, er ist des­ halb wiederum mit 3 bezeichnet. Statt der Kühlbohrungen entsprechend Fig. 1 sind bei der Ausführungsform der Erfindung von den ebenen Flächen der Einzelplatten 8 und 9 her in diese offene Kühlschlitze 13 und Wasserkammern 14 mechanisch, beispielsweise durch Fräsen eingearbeitet, ihre Querschnitte und Querschnittsformen können leicht den Bedürfnissen angepaßt werden. Die den Formhohlraum bildende Fläche 11 kann in einem von der Ausbildung der Kühlschlitze 13 und/oder Wasserkammern 14 völlig unabhängigen Arbeitsschritt gestaltet und vor allem mit der gewünschten Krümmung versehen werden. Umge­ kehrt sind bei der Bearbeitung der Fläche 11 nicht, wie bei der bekannten Ausführung nach der Fig. 1, negative Folgen für die Kühlung, etwa durch Ver­ formen der Kühlbohrung 5 beim Biegeprozeß, zu erwarten.

Zusammengehalten und im Rahmen 3 verspannt werden die Einzelplatten 8 und 9 durch die schematisch dargestellten Dehnschrauben 15, die durch den Rahmen 3 und die Einzelplatte 9 hindurchgeführt sind und in Sacklöchern in der Einzel­ platte 8 enden. Dichtungen 16, etwa in Form von O-Ringen, dichten die Trenn­ flächen nach außen ab.

Die Einzelplatten müssen nach der Erfindung nicht nur die in der Fig. 2 dar­ gestellte Form aufweisen, d. h. Rahmenauflage und angrenzende Fläche 12 der Einzelplatte 9 müssen nicht immer gekrümmt sein. So kann selbstverständlich auch eine heute übliche Kokillenplatte mit gekrümmter Fläche für den Guß­ strang und ebener Fläche zur Anlage am ebenfalls ebenen Stahlrahmen im Sinne der Erfindung ausgebildet sein. Entscheidend ist die Zweiteiligkeit der Kokillenplatte, die der Erfindung ein weites Anwendungsfeld gibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel in diesem Zusammenhang ist der durch die Erfindung mögliche Umbau einer Langlochkühlung auf eine Schlitzkühlung an Kokillenplatten oder die Änderung des Gußformats bei Brammenanlagen mit nicht verstellbaren Kokillen. Es kann sich hierbei um einen Einfach­ guß handeln, oder, wie in der Fig. 3 als weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, um einen sog. Zwillingsguß.

Im Rahmen 17 sind die eigentlichen Kokillenplatten 18 und 19 gehalten und dort auf üblichem Wege verspannt. Werden kleinere Gußformate gewünscht, können die den Formhohlraum bildenden Kokillenplatten 18 und 19 weiter ver­ wendet werden, darüberhinaus werden aber weitere Einzelplatten 20 zwischen Kokillenplatten 19 und Stahlrahmen 17 eingefügt. Damit bilden die nunmehr kombinierten Platten 19 und 20 die eigentlichen Kokillenplatten, die be­ züglich ihrer Befestigung im Rahmen, hinsichtlich ihrer Kühlung usw. etwa nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 ausgebildet sein können oder auch mit gerader ebener Trennfläche zwischen Stahlrahmen und angrenzen­ der erster Kokillen-Einzelplatte.

Die Erfindung ist selbstverständlich auf die Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 nicht beschränkt. So zeigt die Fig. 4 eine weitere Ausführungs­ form, bei der die Längsplatten 23 im wesentlichen gewölbt und die Quer­ platten 22 eben ausgebildet sind. Auch in diesem Falle sind entsprechend der Erfindung die Längs- und/oder Querplatten aus zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten aufgebaut. Der formgebende Kokillen­ querschnitt kann aber auch T-, Doppel-T-, U- oder L-förmig ausgebildet sein, wobei auch hier die Zweiteiligkeit der Kokillenplatten wesentlich ist.

Claims (9)

1. Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metall, insbesondere Stahl, bestehend aus in einem Rahmen gehal­ tenen und verspannten sowie gekühlten metallischen Ko­ killenplatten, die im verspannten Zustand einen quadra­ tischen oder rechteckigen Formhohlraum bilden, wobei die den Formhohlraum begrenzende Fläche mindestens einer Ko­ killenplatte gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kokillenplatte (7) aus zwei mit einer ebenen Trennfläche (10) aneinander anliegenden Einzel­ platten (8, 9) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, wobei eine Einzelplatte (8) den Formhohlraum begrenzt und die andere Einzelplatte (9) die Verbindung zum Rahmen (3) bildet und daß beide von der Trennfläche (10) abgekehrten Flächen (11, 12) der aneinander anlie­ genden Einzelplatten (8, 9) gekrümmt ausgebildet ist.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die den Formhohlraum begrenzende Fläche (11) der dem Formhohlraum zugekehrten Einzelplatte (8), eben und/oder konkav/konvex gekrümmt ausgebildet ist.

3. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelplatten (8, 9) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.

4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelplatten (8, 9) aus Kupferwerkstoffen unterschiedlicher Legierungs­ zusammensetzung bestehen.

5. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzelplatten (8, 9) im Bereich ihrer Trennflächen (11) Kühlkanäle (13) und/oder Wasserkammern (14) aufweisen.

6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verspannung der Einzel­ platten (8, 9) untereinander und im Rahmen (3) durch Spann-/Drehbolzen (15) erfolgt, die durch die am Rahmen (3) anliegende Einzelplatte (9) hindurchgeführt und in der den Formhohlraum begrenzenden Einzelplatte (8) ein­ geschraubt sind.

7. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Trennfläche (10) der beiden Einzelplatten (8, 9) nach außen abgedichtet ist.

8. Stranggießkokille nach einer der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die zur Trennfläche (10) hin offenen Kühlkanäle (13) und/oder Wasserkammern (14) in der den Formhohlraum bildenden Einzelplatte (8) durch eine Kupferfolie abgedeckt sind, die sich über die ge­ samte Trennfläche (10) erstreckt.

9. Stranggießkokille nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupferfolie die Abdichtung zwischen den Einzelplatten (8, 9) übernimmt.