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Gießkokille Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießlcokille, die
aus einer äußeren und einer inneren Kokille besteht.
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Derartige zweiteilige Gießkokiilen, deren Innenkokille nach dem Schadhaftwerden
auswechselbar ist, sind bereits bekannt.
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Gemäß einer bekannten Konstruktion wird zwischen der Außenkokille
und der Innenkokille Sand eingefüllt, der eine Wärmeausstrahlung möglichst verhindern
soll. Diese Lösung hat Jedoch den Idaehteil, daß die Innenkokille starken Verwerfungen
unterworfen ist, da sich ein erheblicher Wärmestau ausbildet, der nicht entsprechend
abgebaut wird.
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Außerdem ist es bereits bekannt, die Innenkokille (Seele) so auszubilden,
daß sie sich dem Innenraum der Außenkokille (Mantel) anpaßt, um auf diese Weise
ein Verzlehen der Innenkokille zu vermeiden. Die Innenkokille kann außen oder die
Außenkokille innen mit Rippen versehen sein. Um die Innenkokille und die Außenkokille
gemeinsam transportieren zu können, ist die Innenkokille an einem oder beiden Enden
mit Flanschen versehen. Die zweigeteilte Außenkokille wird mit Klaimuern zusammengehalten.
Diese Kokillenkonstrukt ion hat den Nachteil, daß die Ausdehnungsmöglichkeiten für
die Innenkokille sehr begrenzt sind, so daß die Innenkokille infolge der großen
Wärmeausbildung belm Gießen in der Außenkokille völlig verspannt wird und daher
großen Verwerfungen unterworfen ist.
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Es ist auch bereits bekannt, die zuletzt beschriebene Konstruktion
in Umfangsrichtung der Innenkokille dadurch nachgiebig zu gestalten, daß in dem
Zwischenraum zwischen der Innen- und Außenkokille Federn angeordnet sind. hierbei
ist zwar in Umfangsrichtung ein elastisches Verhalten der Innenkokille gegeben,
doch unterliegt diese Innenkokille besonders starken Verwerfungen, da sie an der
Außenkokille nicht mehr anliegt, so daß eine günstige Wärmeabfuhr an eine massive
Außenkokille nicht mehr gegeben ist. Außerdem sind die Wandungen der Innenkokille
nur stelleneise federnd abgestützt, wodurch besonders ungleichmäßige Verwerfungen
verursacht werden.
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Ferner ist es bekannt, zwecks Schonung der Kokillen diese innen mit
einer geschlossenen Blechhülle auszukleiden, die mit dem einzugießenden Stahl verschweißt
und, nachdem sie ihre Schutzwirkung (Vermelden von Rissen und Entkohlung am Block)
erfüllt hat, wieder entfernt wird. Es ist auch bereits bekannt, in einer Kokille
einen aus dünnem Biecti hergestellten Einsatz vorzusehen, um durch die geringe Masse
dieses Bleches eine schnelle Wärmeabfulir aus dem Block zu vermeiden. Kokillen mit
dünnen Einsätzen aus Blech haben sich in der Praxis Jedoch aus vielerlei Gründen
nicht durchsetzen können.
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Gemäß einer weiteren KokilB-iausfiZhrung ist es auch bekannt, das
Heißen von Kokillen und damit das Schadhaft werden dadurch zu vermeiden, daß ein
äußerer Stahlmantel verwendet wird und durch Umgießen oder Einsetzen eines zwelten
Teiles daraus eine Kokille als ein zusammenhängendes Ganzes hergestellt wird. Ein
Reißen der Innenkokille kann hiermit Jedoch auch nicht vermieden werden, weil die
Innenkokille in den Stahlmantel fest eingespannt ist, so daß erhebliche Spannungspit
zen auftreten.
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Weiter ist es bereits bekannt, eine Gießkokille so auszubilden, daß
eine dickwandige AuAenkokille feststehend angeordnet ist und die dünnwandige Innenkokille
während des Gießens gegenüber der Außenkokille bewegt wird, so daß der Gießstoff
während des ganzen Gießvorganges stets am oberen Winde der Außenkokille zugeführt
wird, um eine ausreichende Wärmeabfuhr und gleichmäßige Erstarrungsbedingungen zu
schaffen.
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Diese Konstruktion ermöglicht es ebenfalls nicht, daß sich die Innenkokille
gegenüber der Außenlcokille Je nach den Ausdehnungen oder Schrumpfungen verschieben
kann, um auf diese Weise gefährliche Spannungsspitzen, die zu Beschädigungen führen,
zu vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus mehreren Teilen
zusammengesetzte Gießkokille zu schaffen, bei der sich die Innenkokille entsprechend
ihren Verformungen in der Außenkokille in Richtung der Kokillenachse verschieben
kann.
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Das wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenkokille an der
Außenkokille mit Hilfe elastischer Elemente aufgehängt ist. Die Außenkokille hängt
mit nach innen gerichteten Nasen an dem oberen Rand der Innenkokille. Die Innenkokille
ruht auf einem Tragring.
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Der untere Bund der Außenkokille und der Tragring der Innenkokille
ist durch elastische Elemente miteinander verbunden. Als elastische Elemente sind
Federn vorgesehen. Pie Maximalkraft der Federn entspricht dem Leer, gewicht der
Innenkokllle. Die Außen- und Innenkokille sind fúbseitig mit einem Bund versehen.
Durch den Tragring der Innen- und den Bund der Außenkokille sind gemeinsame Federbolzen
geführt, auf denen die Federelemente angeordnet sind. Als Federbolzen sind Schrauben
vorgesehen,
wobei zwischen der Mutter und dem Bund der Außenkokille die Feder angeordnet ist.
Die Federkraft ist über die Schraubenmutter einstellbar. Der Federweg wird durch
eine Uber die Feder gestülpte Distanzhülse und eine zwischen Mutter und Feder liegende
Distanzscheibe begrenzt. Die Feder ruht zum Schutz gegen überlaufende Schmelzmasse
auf einer dem äußeren Federdurchmesser entsprechenden Erhöhung des Bundes.
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Gleichzeitig ist eine Kappe aus feuerfestem Material über sie gestülpt.
Zwischen dem Bund der Außenkokille und dem der Innenkokille ist ein Zwischenraum
vorgesehen.
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Die Innenkokille ruht mit einem sich nach unten ver-Jüngenden Bund
mit oder ohne Rezess bzw. mit einem zylindrischen Bund mit Rezess auf einem dementsprechend
ausgebildeten Tragring.
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Die Außenkokille ist kopfseitig mit nach innen gerichteten Nasen oder
einem Tragring mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen. Bei beiden Konstruktionen
kann eine Schraubverbindung oder aber ein gemeinsamer Guß mit der Kokille vorgesehen
werden.
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Die Außenkonizität der Innenkokille und die Innenkonizitrat der Außenkokille
korrespondieren miteinander.
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Der Verlauf der Innenseite der Außenkokille bzw. der mit ihr korrespondlerenden
Außenseite der Innenkokille ähnelt einer tg-Kurve,-deren Schräglage an der Kokillenlängsseite
dem Hohen-/Breitenverhältnis der Kokille und an der Kokillenbreitseite dem Höhen-/Längenverh<nis
entspricht. Die Kurvenform ergibt sich aus der unterschiedlichen Wärmeabgabe des
Blockes zwischen Blockkopf über Blockmitte zum Blockfuß. Der Querschnitt der Innenkokillenwand
entspricht deren vorgenannter veränderlichen Außenkonizität und der Innenkonizität
der herkömmlichen Kokillen. Die Innenkokille hat eine von Kopf bis Fuß zunehmende
Wandstärke.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch das Verbundsystem einer Außen-
und einer Innenkokille die wärmebedingten und ferrostatischen Druckkräfte von einer
Außenkokille aufgefangen werden, die keinen direkten Hitzebeanspruchungen ausgesetzt
ist und damit eine fast unbegrenzte Lebensdauer hat. Die Wandstärke der eigentlichen
Kokille, der hier genannten Innenkokille, kann dadurch so weit reduziert werden,
daß sie gerade noch die metallurgischen Bedingungen erfüllt, nämlich die W§rmeabfuhr
aus dem abgegossenen Block bis zum Lösen des Blockes von der Innenseite der Kokille.
Der Einsatz des Kokillenmaterials in kp/t Rohstahl wird damit weitgehend reduziert.
Dieser Vorteil beruht auf der Erkenntnis, daß die Längsrisse weniger auf das Wachstum
des Hämatits als vielmehr auf die durch Wärmespannungen ausgelösten Wechselbewegungen
der LEngs- und Querwände der Kokillen zurückzuführen sind. Diese treten an sehr
unterschiedlichen Stellen auf, überwiegend Jedoch in Kantennähe.
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Bei Fußrissen übt der statische Druck des flüssigen Stahles diesbezüglich
noch eine zusätzliche Wirkung aus.
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Diese Wechselbewegungen werden mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kokillenkonstruktion
abgefangen. Ein Kühlluftzutritt zwischen die innere und äußere Kokille wird mit
Hilfe der Rippen erreicht. Die innere Kokille kann sich in Achsrichtung der Kokille
durch die elastische Aufhängung entsprechend ihren Verformungen frei bewegen.
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Sie verändert bei ihrer Höhenausdehnung über die Tragnasen die Höhenstellung
der Außenkokille. Durch die der vertikalen und gleichzeitig horizontalen Wärmeausdehnung
entsprechenden Konizität werden Spannungsspitzen an der Innenkokille mittels der
vorgenannten Höhenverschiebbarkeit der Außenkokille vermieden. Die innere Kokille
wird nach völliger Durchwärmung beim Blockdrttcken t ?, zur Begrenzung durch die
Federbolzen teleskopartig mit heruntergedrückt.
Durch die Konizität
der Außenkokille kann sich die Innenkokille gleichmäßig ausdehnen, wodurch der Spalt
zwischen dem gegossenen Block und der Kokillenwand erweitert wird.
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Damit die Innenkokille trotz der auftretenden Querschnittsverengung
eingespannt bleibt, ist zwischen dem Bund der Außenkokille und der Innenkokille
ein Abstand vorgesehen. Damit kann die Außenkokille entsprechend den Querschnittsverengungen
durch bis zu einer begrenzten Abgußzahl sich addierende Schrumpfungsprozesse tiefer
rutschen und aufgrund ihrer Koniz@@ät die Innenkokille erneut fest einspannen.
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Die Summe der Federkräfte entspricht dem Leergewicht der Innenkokille.
Außen- und Innenkokille bleiben also beim Leertransport ineinander. Beim Strippen
entsteht durch das zusitzliche, die Federkräfte übersteigende Blockgewicht eine
Teleskopbewegung zwischen Außenkokille und Innenkokille. Die Außenkokille hebt nach
Beendigung des Federweges die Innenkokille über die Federbolzen mit an.
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Die Erfindung ist anhand der anliegenden Zeichnung, die aber lediglich
eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgedankens veranschaulicht, beispielsweise
näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen @@e@@schnitt durch eine Kokille entsprechend
de Schnittlinie I-I in Fig.2, Fig. 2 eine Dr@@fsicht.
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Tragnasen
3 z. B. mit Schrauben befestigt, wobei die Außenkokille
1 über die Nasen 3 auf dem oberen Rand der Innenkokille 2 aufliegt. Die Außenkokille
1 hat an der Innenseite Rippen 4, um zwischen den beiden Kokillenteilen Kühlluft
durchzuführen. Ebenso sind an der Unterseite des Bundes 5 der Außenkokille 1 und/oder
an der Oberseite des Tragringes 6 der Innenkokille 2 Rippen vorgesehen. Mit 7 sind
die Federbolzen bezeichnet, mit denen die Innenkokille 2 an der Außenkokille 1 befestigt
ist, und mit 8 die Federelemente.
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6 ist der Tragring auf dem die Innenkokille 2 mittels eines konischen
Bundes oder zylindrischen Bundes mit Rezess 9 ruht.
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Ansnrtlohe