DE10121753A1 - Stranggießkokille - Google Patents
StranggießkokilleInfo
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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
- B22D11/0408—Moulds for casting thin slabs
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metallbändern oder Dünnbrammen mit einem trichterförmig in Gießrichtung zum Format des gegossenen Stranges verjüngten Eingießbereich, mit zwei miteinander verspannten Kokillenplatten mit gewölbten taschenförmigen Breitseitenwandabschnitten. DOLLAR A Zur Vermeidung von Strömungsturbulenzen sind die taschenförmigen Breitseitenwandabschnitte im Längsschnitt nicht linear ausgebildet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum kontinuierli
chen Gießen von Metallbändern oder Dünnbrammen mit einem trich
terförmig in Gießrichtung zum Format des gegossenen Stranges
verjüngten Eingießbereich, mit zwei miteinander verspannten
Kokillenplatten mit gewölbten taschenförmigen Breitseiten
wandabschnitten.
Bereits in der DE-PS 88 79 90 werden wassergekühlte Stranggieß
formen beschrieben, mit denen schmale Brammen, beispielsweise
mit Abmessungen von 450 mm × 20 mm herstellbar sind. Die was
sergekühlte Form zum Stranggießen besitzt eine viel größere
Breite als Dicke, deren unterer Teil aus einander gegenüberste
henden, parallelen Seiten- und Stirnwänden besteht, wobei die
Breite der Seitenwände der länglichen rechteckigen senkrecht
angeordneten Formkammer viel größer ist als diejenige der
Stirnwände. Die Stirnwände des weiteren Kokillenteiles setzen
sich im oberen Kokillenteil geradlinig fort, während sich die
Seitenwände des oberen Kokillenteiles nach oben trichterförmig
erweitern. Das Kokillenoberteil soll im Querschnitt rautenför
mig ausgebildet sein.
In der DE 36 40 525 C2 wird eine Stranggießkokille beschrieben,
bei der die Breitseitenwände im Eingießbereich aus je einem
ersten Abschnitt, die zueinander parallel oder nahezu parallel
verlaufen, und je einem daran anschließenden auf die Dicke des
Gießformates reduzierenden Abschnitt bestehen, wobei die ersten
Abschnitte bis unterhalb der im Gießbereich einzustellenden
Gießspiegelebene reichen sollen. Die im Gießbereich vorgesehene
trichterförmig erweiterte Öffnung ist im Querschnitt trapezför
mig ausgebildet. Ebenfalls entsprechend trapezförmig ausgebil
dete Eingießbereiche zeigt die EP 0 300 219 B1.
In der DE 43 43 124 A1 wird eine Kokille zum Stranggießen von
Stahlband mit Breitseitenwänden vorgeschlagen, die im trichter
förmigen Eingießbereich als konvexer Kreisbogenabschnitt und
seitlich des trichterförmigen Eingießbereiches mit sich nach
außen zu den Schmalseiten einander annähernden Schrägflächen
ausgebildet sein sollen.
Andere Kokillenplattenformen besitzen taschenförmige gewölbte
Breitseitenbereiche im Eingießbereich, deren Wölbungen durch
seitliche Kreisbögen und an Tangenten- oder Wendepunkten mit
diesen verbundene mittlere Kreisbögen aufweisen, deren Radien
mit größerem Abstand von der Kokillenoberkante sukzessive grö
ßer werden. In der EP 0 552 501 wird eine diesbezügliche Aus
führungsform vorgeschlagen, bei der die Radien der seitlichen
Kreisbögen von der Kokillenoberkante in einem mindestens 100 mm
von der Kokillenoberkante abwärts reichenden Abschnitt des Ein
gießbereiches gleichbleibend sind, vorzugsweise sogar über die
gesamte Höhe des Eingießbereiches.
Die mittels eines in den Eingießbereich ragenden Tauchrohres
zugeführte Metallschmelze bewegt sich jedoch bei den nach dem
Stand der Technik bekannten Ausführungsformen in der Strang
gießkokille nicht in Form einer linearen homogenen Strömung.
Erfahrungsgemäß entstehen im oberen Kokillenbereich Turbulen
zen, die dazu führen können, daß mit der Schmelze beim Einlauf
vermehrt Schmutzpartikel oder sonstige Verunreinigungen mitge
rissen werden, die dann infolge der nicht linearen Schmelzbad
bewegungen eingeschlossen werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, durch einen neuarti
gen Aufbau der Stranggießkokille solche Schmutzeinschlüsse
zumindest weitgehend zu minimieren bzw. die Schmelzbadbewegun
gen so zu richten, daß etwaige Einschlüsse im gegossenen Fer
tigteil primär an der Strangoberfläche zu finden sind, wo sie
durch Abschleifen oder durch zerspanenden Abtrag leicht ent
fernbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die
taschenförmigen Breitseitenwandabschnitte im Längsschnitt ein
nicht lineares Profil besitzen.
Turbulenzen entstehen stets dann, wenn große Gradienten der
Strömungsgeschwindigkeit quer zur Strömungsrichtung vorhanden
sind. Der Strömungswiderstand in turbulenten Strömungen ist
wesentlich größer als in laminaren Strömungen, weshalb es zu
der Verwirbelung und der damit verbundenen Gefahr der Vermi
schung von Schmutzpartikeln mit der Flüssigkeit bzw. den hier
aus folgenden Einschlüssen führt. Durch die erfindungsgemäße
Maßnahme, das Längsprofil der Breitseitenwandabschnitte nicht
mehr über die Höhe des Eingießbereiches linear zu gestalten,
kann überraschenderweise einer starken Turbulenz in der Metall
schmelze entgegengewirkt werden. Abhängig von der Strömungsge
schwindigkeit und dem sich aus der Kokillengeometrie ergebenden
Strömungswiderstand, der Schmelzbadzusammensetzung und der
Schmelzbadtemperatur können Horizontalbewegungen der Schmelze
erheblich minimiert werden, so daß ein verbesserter Schmelze
fluß zu beobachten ist. Für die Gestaltung des Längsschnitt-
Profiles eröffnen sich mehrere Möglichkeiten, von denen einige
als beispielhafte Ausführungsformen in den Unteransprüchen
angesprochen werden.
Das Längsschnitt-Profil kann konkav oder konvex mit einem über
die Höhe der Breitseitenwandabschnitte konstantem oder sich
ändernden Krümmungsradius ausgebildet sein. Des weiteren sind
auch solche Profilgestaltungen wirksam, in denen sich in Strö
mungsrichtung konvexe und konkave Profilabschnitte einander
anschließen, wobei sich beispielsweise ein etwa sinusförmiger
Verlauf der betreffenden Längsprofillinie ergeben kann. In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Längs
schnittprofil aus mehreren Teilstücken mit jeweils unterschied
lichem Krümmungsradius zusammengesetzt sein, wobei sich ein
über die gesamte Höhe entweder streng konvexer oder konkaver
Verlauf oder sich anschließende konvexe und konkave Teilberei
che verwenden lasse.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind auch
solche Breitseitenwandabschnitte mit einem Längsschnittprofil,
das sich aus jeweils aneinandergrenzenden linearen Teilstücken
zusammensetzt, die jeweils unter einem stumpfen Winkel zueinan
der angeordnet sind, wobei sich insgesamt eine konkave und/oder
konvexe Profilkontur ergibt. Ggf. kann zur Vermeidung von
Nischen, in denen turbulente Strömungen drohen, der Übergangs
bereich von jeweils linearen Teilstücken abgerundet sein. Ein
geschlossen im Sinne der Erfindung sind auch solche Längs
schnitt-Profile, in denen Teilbereiche konkav und/oder konvex
und andere Teilbereiche linear ausgebildet sind.
Eine im wesentlichen im Querschnitt elliptische Krümmung der
Breitseitenwände bewirkt, daß die an der Außenperipherie
bereits verfestigte Stranggießschale im Fortlauf in der Kokille
weitestgehend gleichmäßig an jedem Ort an die Kokilleninnenwand
gepreßt wird, wodurch die Querverformung der Schale begünstigt
und gleichermaßen ein Verklemmen verhindert sowie eine homogene
Erstarrung gefördert werden.
Vorzugsweise ist der taschenförmige gewölbte Breitseitenwandab
schnitt beider Kokillenplatten derart ausgestaltet, daß seine
räumliche Krümmung gleich groß dem Schnitt eines schräggestell
ten Zylinders mit einer planparallelen Platte ist. Dies bedeu
tet, daß quer zur Gießrichtung ein entsprechend dem vorbe
schriebenen Schnitt sich ergebender konvexer Eingießbereich
geschaffen wird, der sich in Gießrichtung zum Dünnbrammenbreitenmaß
verjüngt. Ein Vorteil einer solchen Ausbildung
besteht insbesondere darin, daß die taschenförmigen Auswölbun
gen gegenüber den nach dem Stand der Technik vorgeschlagenen
Lösungen in Gießrichtung kürzer ausgebildet werden können und
daß dadurch die Länge der Führung der Bramme in der Kokille mit
ihrem Endquerschnitt größer wird.
Die Kontur zwischen der Ebene und der Tasche kann mit einem
Radius zwischen 5 mm und 100 mm, vorzugsweise 20 mm versehen
werden.
Zur Erhöhung des Durchflußvolumens bzw. des Wärmeabflusses im
Eingießbereich ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin
dung vorgesehen, daß die gewölbten Breitseitenabschnitte bis
auf 2 cm bis 5 cm bis zum Randbereich (der Schmalseite) einer
jeden Kokillenplatte reichen. Die mittige (und damit maximale)
Tiefe der Tasche (des gewölbten Breitseitenabschnittes) beträgt
40% bis 60%, vorzugsweise 50% bis 60%, der Kokillenplatten
höhe.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Kokille
außerhalb der Taschen in Gießrichtung konisch ausgebildet. Das
vorzugsweise verwendete Maß der Konizität liegt zwischen 0,9.%
bis 1,3% pro 1 m, insbesondere bei 1% pro 1 m.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer
aus zwei miteinander verspannten Kokillenplat
ten bestehenden Stranggießkokille,
Fig. 2 eine Draufsicht auf diese Stranggießkokille,
Fig. 3 einen Längsschnitt im Bereich der Trennfuge
einer Kokillenplatte und den Schmalseitenwän
den,
Fig. 4 einen Längsschnitt entlang der Linie I-I in
Fig. 1 und
Fig. 5 bis 10 jeweils entsprechende Längsschnitte einer
Kokillenplatte.
Die Stranggießkokille besteht im wesentlichen aus zwei mitein
ander verspannten Kokillenplatten 10 und 11, welche mit ihren
Innenflächen Breitseitenwände bilden. Im Eingießbereich sind
die Breitseitenwände taschenartig gewölbt, so daß dort ein
nicht dargestelltes Tauchrohr eingeführt werden kann. Die
Schmalseitenwände 12 und 13 besitzen eine deutlich kleinere
Breite als die Breitseitenwände. Die in Fig. 1 mit 14 bezeich
nete taschenförmige Eingießöffnung besitzt die aus Fig. 2
ersichtliche elliptische Krümmung, die sich bis auf ein Maß a
von 2 cm bis 5 cm bis zum Randbereich der Breitseite erstreckt.
Die teilelliptische Krümmung reicht, wie aus Fig. 3 und 4
ersichtlich, über eine Höhe h, die maximal 50% bis 60% der
gesamten Kokillenplattenhöhe ist. Die jeweils gewölbten Ausneh
mungen der Kokillenplatteninnenseite sind spiegelsymmetrisch
zueinander - auch in ihrer räumlichen Ausgestaltung - ausgebil
det. Im unteren Bereich sind die Kokillenplatteninnenseiten
eben und parallel zueinander angeordnet ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der taschenförmigen Breit
seitenwandabschnitte im Längsschnitt ist den Ausführungsbei
spiel nach Fig. 4 bis 10 zu entnehmen. Das Längsprofil ist
stets nicht linear. Wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, kann ein
konkaves Profil 20 oder ein konvexes Profil 21 mit einer ein
heitlichen, sich über die gesamte Höhe h erstreckenden Krümmungsrichtung
gewählt werden. Die Krümmungsradien können entwe
der konstant oder, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, sich in
Gießrichtung betrachtet ändern. Es ist auch möglich, das in
Fig. 10 dargestellte Längsprofil 22 zu wählen, das sich aus
aneinanderreihenden konvexen und konkaven Bereichen unter
schiedlicher Krümmung zusammensetzt. In den Ausführungsbeispie
len nach Fig. 4 und 7 bis 9 wird die konvexe und/oder konkave
Ausgestaltung durch jeweils aneinandergrenzende lineare Pro
filabschnitte realisiert. In Fig. 1 werden hierzu drei lineare
Abschnitte 23, 24 und 25 zu einem Längsprofil "aneinanderge
reiht", wobei die jeweiligen aneinandergrenzenden Linearab
schnitte einen stumpfen Winkel miteinander bilden. Insgesamt
ergibt sich hierdurch ein konvexer Verlauf, der eine technisch
äquivalente Lösung zu dem Profilverlauf 20 gemäß Fig. 5 dar
stellt.
Nach Fig. 7 sind Profilverläufe vorgesehen, in denen sich an
einen konkaven Bereich 26 ein konvexer Bereich 28 anschließt.
Der Übergangsbereich 27 bildet den Wendepunkt von einer konka
ven zu einer konvexen Krümmung. Wie aus dieser Figur ersicht
lich, ist der Krümmungsradius im oberen und im untersten
Bereich relativ zu den mittleren Bereichen deutlich größer
gewählt.
Fig. 8 zeigt einen im wesentlichen konvexen Verlauf, der durch
vier aneinandergrenzende lineare Profilbereiche 29 bis 32 rea
lisiert ist. Einen etwa dem Profil nach Fig. 7 entsprechenden
Profilverlauf zeigt Fig. 9, in dem jeweilige Linearstücke 33
bis 36 erkennbar sind, die unter einem Winkel aneinandergren
zen, der von 180° verschieden ist.
Claims (5)
1. Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metall
bändern oder Dünnbrammen mit einem trichterförmig in Gieß
richtung zum Format des gegossenen Stranges verjüngten
Eingießbereich, mit zwei miteinander verspannten Kokillen
platten 10, 11 mit gewölbten taschenförmigen Breitseiten
wandabschnitten,
dadurch gekennzeichnet,
daß die taschenförmigen Breitseitenwandabschnitte im
Längsschnitt ein nicht lineares Profil besitzen.
2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Längsschnittprofil konvex (21) und/oder kon
kav (20) gekrümmt ist.
3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich das Längsschnittprofil aus mehreren
Teilstücken (22; 26, 27, 28) mit jeweils unterschiedlichem
Krümmungsradius zusammensetzt, wobei vorzugsweise die
Krümmung (26) im oberen Kokillenbereich konkav und im
darunterliegenden Bereich konvex ausgebildet ist.
4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe oder konkave Form
durch aneinandergrenzende lineare Teilstücke (23 bis 25;
29 bis 32; 33 bis 36), die jeweils unter einem stumpfen
Winkel zueinander angeordnet sind, ausgebildet ist.
5. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die taschenförmigen Breit
seitenwandabschnitte im Querschnitt eine elliptische Krüm
mung (17) aufweisen.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001121753 DE10121753A1 (de) | 2001-05-04 | 2001-05-04 | Stranggießkokille |
DE10290453T DE10290453D2 (de) | 2001-02-09 | 2002-02-07 | Stranggießkokille |
AU2002244616A AU2002244616A1 (en) | 2001-02-09 | 2002-02-07 | Continuous casting ingot mould |
US10/466,754 US6932147B2 (en) | 2001-02-09 | 2002-02-07 | Continuous casting ingot mould |
PCT/DE2002/000443 WO2002064286A2 (de) | 2001-02-09 | 2002-02-07 | Stranggiesskokille |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001121753 DE10121753A1 (de) | 2001-05-04 | 2001-05-04 | Stranggießkokille |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10121753A1 true DE10121753A1 (de) | 2002-11-07 |
Family
ID=7683643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001121753 Withdrawn DE10121753A1 (de) | 2001-02-09 | 2001-05-04 | Stranggießkokille |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10121753A1 (de) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH617608A5 (de) * | 1977-04-06 | 1980-06-13 | Concast Ag | |
EP0539829A1 (de) * | 1991-10-31 | 1993-05-05 | DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. | Gebogene Kokille zum Bogenstranggiessen von dünnen Brammen |
US5279354A (en) * | 1990-11-30 | 1994-01-18 | Acutus Industries, Inc. | Method of continuous casting with changing of slab width |
EP0685280A1 (de) * | 1994-05-30 | 1995-12-06 | DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. | Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt |
EP0909597A1 (de) * | 1997-10-14 | 1999-04-21 | DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. | Kokille zum Stanggiessen von dünnen Brammen |
-
2001
- 2001-05-04 DE DE2001121753 patent/DE10121753A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH617608A5 (de) * | 1977-04-06 | 1980-06-13 | Concast Ag | |
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EP0909597A1 (de) * | 1997-10-14 | 1999-04-21 | DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. | Kokille zum Stanggiessen von dünnen Brammen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8143 | Withdrawn due to claiming internal priority |