DE1939777B2

DE1939777B2 - Anordnung und Ausbildung von Übergangsstücken in einer Stranggießkokille

Info

Publication number: DE1939777B2
Application number: DE19691939777
Authority: DE
Inventors: Adolf 4500 Osnabrueck Kipp; Walter Torshaella Stockinger
Original assignee: Concast AG; KM Kabelmetal AG
Current assignee: SMS Concast AG; KM Kabelmetal AG
Priority date: 1969-08-05
Filing date: 1969-08-05
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE1939777C3; DE1939777A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und Ausbildung von Übergangsstücken in einer Stranggießkokille zum Gießen von Metall, insbesondere Stahl, wobei die Stranggießkokille in einem Rahmen gehaltene und verspannte, gekühlte Wandplatten sowie in den Ecken zwischen diesen befindliche und mit diesen zusammen den Formhohlraum bildende Übergangsstükke aufweist, und wobei je zwei gegen ein Übergangsstück stoßende Platten nur an dem Übergangsstück druckbelastet anliegen.

Bei üblichen, aus Platten zusammengesetzten Stranggießkokillen muß nach einer gewissen Betriebszeit eine Nachbearbeitung der Platten vorgenommen werden, da unter dem Einfluß der auftretenden Beanspruchung sowohl mechanischer als auch thermischer Art ein Verschleiß der den Formhohlraum bildenden Kokillenwände auftritt. Durch diese Nachbearbeitung wird der ursprüngliche Querschnitt des Formhohlraums verändert, d. h. der Querschnitt des gegossenen Stranges ändert sich ebenfalls. Zur Erzielung eines gesunden Stranges und zur Vermeidung von gefürchteten Durchbrüchen ist es jedoch unbedingt erforderlich, die der Stranggießkokille folgende Strangführung genau auf den Querschnitt des Formhohlraums bzw. des Stranges auszurichten.

Zur Vermeidung von Kantenrissen ist es ferner notwendig, die Kantenpartien des Formhohlraums entsprechend abzurunden. Insbesondere bei Plattenkokillen zum Gießen von Strängen mit größeren Querschnitten, z. B. von Brammen, werden deshalb die Abrumkmgen in die Platten eingearbeitet. Bei Verschleißerschcinungen an den Platten, z. B. einer Lün^s^lüite einer Bräinmenkokillc muß demn⁰'"¹" sowohl die Platte als auch die Rundung nachgearbeitet werden. Wie eingangs beschrieben, ergibt sich dadurch zwangsläufig ein größerer Querschnitt des nach dem Zusammenbau der Stranggießkokille gegossenen Stran-

■><> ges, und der beschriebene Nachteil tritt auf. Eine Nachjustierung des Kokillenmaßes macht andererseits wegen des erheblichen Zeitaufwandes einer solchen Maßnahme einen bestimmten Kokillenpark erforderlich, wenn keine Produktionsverminderung in Kauf

4s genommen werden soll.

Bei der eingangs vorausgesetzten Anordnung sind gemäß der FR-PS 14 79 815 aus P'atten bestehende Stranggießkokillen bekannt, bei denen die Wandplatten durch dazwischen liegende Übergangsstücke miteinan-

^r)(i der verbunden und diese Platten und Eckstücke fest in e^;nem äußeren Rahmen gehalten sind. Dabei liegen je zwei gegen ein Übergangsstück stoßende Wandplatten nur an dem Übergangsstück und nicht aneinander druckbelastet an. Die bekannte Anordnung hat sich

^r>^r> jedoch als nachteilig erwiesen, da zur Bildung des Formhohlraumes insgesamt acht Einzelteile, nämlich vier Wandplatten und vier getrennte Übergangsstücke, benötigt werden, die zur zwangsläufig immer wieder anfallenden Nachbearbeitung der Stranggießkokille als Einzelteile bearbeitet und wieder zu einem Ganzen zusammengefügt werden müssen. Dies wirkt sich natürlich ungünstig hinsichtlich der Forderung nach hoher Maßhaltigkeit der Stranggießkokille aus, da die getrennt von den Wandplatten vorliegenden, jeweils die

b^r) Ecken bildenden Übergangsstücke ebenfalls den nachgearbeiteten Wandplatten angepaßt werden müssen. Insbesondere ist dabei eine korrekte Rundung und ein korrekter Ube^an** zu den s^sch^i^i^^n^^n W⁰Hd*"*!^*-

ten schwierig einzuhalten. Weiterhin ist auch der Aufwand für die Lagerhaltung groß, da die Stranggießkokillen aus relativ vielen separaten Teilen bestehen, die einzeln gelagert und auch einzeln gehandhabt werden müssen. Das Erzeugnisprogramm eines neuzeitlichen Hüttenwerkes erfordert aber Stränge verschiedener Abmessungen, z. B. beim Walzen in Breitbandsiraßen. Diese Forderung bedingt die Haltung eines umfangreichen und dementsprechend kostspieligen Kokillenparks.

Weitere Nachteile entstehen durch die vermehrte Anzahl von die Spaltbildung ermöglichenden Stoßstellen zwischen den Wandplatten und den getrennten Übergangsstücken. Durch die thermische Ausdehnung während des Betriebes speziell durch deren Ungleichmäßigkeit über die Kokillenlänge können die aneinanderstoßenden jedoch nicht miteinander verbundenen Teile bleibende Deformationen erleiden, die bei der Abkühlung und vor dem nächsten Guß zur Spaltbildung insbesondere im Badspiegelbereich führen. In diese Spalte dringt Metall ein, erstarrt und vergrößert noch die schon bestehenden Spalte. Fehlerhafte Stränge und Durchbrüche sind dann nicht mehr zu vermeiden.

Zur Erzielung einer gewünschten Konizität ist auch eine Stranggießkokille bekannt, die auswechselbare Eckstücke mit unterschiedlichen Neigungswirkeln aufweist. Jedoch treten auch hier die schon erwähnten Nachteile auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs vorausgesetzten Art zu schaffen, die es ermöglicht, die gewünschte Abstimmung zwischen Kokillenmaß und Strangführung auch nach einer Nachbearbeitung auf einfache Weise beizubehalten, bei der die zu Durchbrüchen führende Spaltbildung vermieden ist, und bei der der Kokillenpark unter einfacher Lagerhaltung möglichst klein gehalten werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß jedes Übergangsstück in Ausnehmungen jeweils einer der beiden Wandplatten befestigt ist und seine Anlagefläche in Längsrichtung dieser Platte schmaler ist als die Dicke der zweiten Platte.

Durch die bei der Erfindung vorgesehene feste Einfügung des Übergangsstückes, z. B. durch Stiftschrauben und Führungsstifte, in die Wandplatte wird das Übergangsstück Teil der einen Randplatte und dehnt sich mit dieser aus. Der fugenlose Zusammenstoß von Übergangsstück und Wandplatte bleibt bei thermischer Beanspruchung daher erhalten, bleibende Deformationen treten nicht auf, und es bildet sich an dieser Stelle kein Spalt aus. Da durch die Befestigung das Übergangsstück Teil der einen Platte wird, reduziert sich die Anzahl dt-'r zu lagernden Einzelteile gegenüber der bekannten Anordnung um die Hälfte auf nur vier Teile. Dadurch Wird eine übersichtliche Lagerhaltung für den Kokillenp^ilrk ermöglicht.

Durch das Befestigen eines Übergangsstückes an einer Platte, w;^ bei einer üblichen rechteckigen Stranggießkokille viermal geschieht, werden vier Elemente geschaffen, die in diesem Verbund über längere Zeit verbleiben. Das gilt sowohl für die Zeit während des Gebrauchs als Kokillenform als auch für die Phasen der Nichtbenutzung. Durch genaues Anpassen des Übergangsstückes an der Platte läßt sich erreichen, daß in dem Stoß zwischen beiden Teilen keine Spaltbildung mehr auftritt, und zwar auch dann nicht, wenn eine mehrmalige Nachbearbeitung erfolgt ist. Gegenüber der bekannten Anordnun™ ist daher auch die Zahl derjenigen Stellen, die durch Spaltbildung Unregelmäßigkeiten hervorrufen können, um die Hälfte reduziert.

Durch die Erfindung wird aber auch die Spahbildur.g ■> zwischen dem Übergangsstück und der anderen nicht mit dem Übergangsstück befestigten Platte vermieden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Anlagefläche des Übergangsstückes in Längsrichtung derjenigen Platte, an der das Übergangsstück befestigt ist, schmaler als die

ίο Dicke der anderen Platte ist Daraus resultiert ein außerordentlicher hoher spezifischer Flächendruck zwischen dem Übergangsstück und der anderen Platte, so daß Verwerfungen oder Undichtigkeiten kaum noch möglich sind.

is 1st eine Nachbearbeitung der Platte notwendig, wird das mit ihm verbundene, auswechselbare Übergangsstück entfernt und durch ein neues ersetzt. Hiernach wird die Platte zusammen mit denn neu eingefügten Teil der Platte bildenden Übergangsstück, nachbearbeitet.

2» Nach der Anpassung der anderen, anschließenden Platte bleibt somit das ursprüngliche Kokillenmaß erhalten. Die Auswechselbarkeit hat ferner den Vorteil, daß stark verschlissene Teile der Eckenpartien leicht ersetzt werden können. Es weiterer großer Vorteil der

-'■> Auswechselbarkeit ergibt sich aus folgendem: Oft wird gefordert, Stränge unterschiedlicher Querschnimgrößen zu gießen. Dies bedingt für jedes Format eine Stranggießkokille, wodurch der Kokillenpark stark anwächst. Durch Wahl geeigneter Abmessungen der

»ι Einsatzstücke ist es möglich, mit nur einer Stammkokille Formate unterschiedlicher Größe zu gießen. So kann z. B. auf einfache Weise der Abstand zweier gegenüberliegender Platten durch Übergangsstücke unterschiedlicher Höhe verändert werden, wodurch z. B. bei einer

<"> Brammenkokille Stränge unterschiedlicher Dicke erzeugt werden können, wenn das Übergangsstück als Teil der Längsplatte ausgebildet wird und sich seine Höhe in Richtung der Querplatte erstreckt. Andererseits können auch Stränge unterschiedlicher Quer-

·"' schnittslänge dadurch erhalten werden, daß die in die Längsplatte eingesetzten Übergangsstücke unterschiedliche, sich in Richtung der Längsplatte erstreckende Längen aufweisen.

Die Druckbelastung wird wie üblich durch Spannvor-

^(r> richtungen, die z. B. bei Brammenkokillen zwischen zwei gegenüberliegenden Wandelementen wirksam sind, aufgebracht.

Sollen Stränge mit rechteckförmigen Querschnitten, z. B. Brammen, gegossen werden, wird man das

V) Übergangsstück vorteilhaft als Teil der Längsplatte versehen, da bei einer Nachbearbeitung die Anpassung der Qucrplatte an die nachbearbeitete Längsplatte einfacher vor sich geht.

Zur Herstellung von Strängen unterschiedlicher

">> Breite werden vielfach sogenannte Verstellkokillen verwendet, deren Querplatten unter Änderung ihres gegenseitigen Abstandes verstellbar sind. Durch diese Verstellung bzw. durch die Druckbelastung dieser Querplatten zwischen den Längsplatten können Be-

wi Schädigungen der die Breitseiten bildenden Längsplatten leicht auftreten. Durch eine feste Einfügung von Übergangsstücken in die Querplatten, wobei der Druck zwischen den Längsplatten und den ihnen zugewandten Einsatzstücken übertragen wird, wird eine Beschädi-

^lv> gung der Längsplatten insbesondere dann verhindert, wenn die Übergangsstücke aus einem Werkstoff mit gegenüber den Platten niedriger mechanischer Festig-U«=nt K^cti^hp

h de

allfälliger Nachbearbeitung der Querplatten der ursprüngliche Abstand zwischen den Längsplatten wieder hergestellt wird, wenn entsprechend starke Übergangsstücke eingefügt werden.

Durch häufiges Verstellen der die Schmalseiten bildenden Platten und durch den wirkenden Druck, der sowohl von der Einspannung der Platten, als auch von der thermischen Ausdehnung herrührt, können zudem Beschädigungen z. B. in Gestalt von Eindrücken an den die Breitseiten bildenden Platten auftreten. Dies wird durch Verwendung der Übergangsstücke insbesondere dann vermieden, wenn sie aus einem Werkstoff mit gegenüber dem Plattenmaterial geringerer mechanischer Festigkeit bestehen. Bei Verwendung z. B. von Reinkupfer für die Platten können die Übergangsstücke aus phosphordesoxidiertem Kupfer oder sauerstofffreiem Elektrolytkupfer, das einer geeigneten Wärmebehandlung unterzogen wurde, hergestellt sein. Oft kann es aber auch von Vorteil sein, wenn in den üblicherweise stärker beanspruchten Eckenpartien Übergangsstücke mit gegenüber dem Plattenmaterial größerer mechanischer Festigkeit eingesetzt werden, wodurch die Standzeit der Kokille erhöht wird.

Wie schon erwähnt wurde, ist es zur Erzielung einer nachhaltigen Verbindung und damit Verhinderung einer Spaltbildung zwischen Übergangsstück und anschließender Platte vorteilhaft, die einander zugeordneten Flächen von Übergangsstück und Platte nur im an den Formhohlraum unmittelbar angrenzenden Fugenbereich aneinander zu drücken. In diesem Bereich der aneinander gedrückten Flächen, die auch gegenüber den, den Formhohlraum bildenden, Plattenflächen geneigt sein können, treten dann hohe spezifische Flächendrücke auf. die den Fugenbereich zum Formhohlraum dicht abschließen und ein Eindringen von Schmelze verhindern Um eine eventuelle Deformation der anschließenden Platte hintanzuhalten, wird vorteilhaft zwischen Übergangsstück und dieser Platte eine Auflageleiste vorgesehen. Aus schon angeführten Gründen wird der Werkstoff des Übergangsstückes und der Auflageleiste vorteilhaft eine höhere mechanische Festigkeit ausweisen als die Platten. Durch Abschrägung der Auflageleiste und/oder des Übergangsstückes außerhalb des unmittelbar an den Form!' ohlraum angrenzenden Fugenbereichs wird ein Spalt gebildet. Die entstehenden Drücke werden somit nur über die aneinander anliegenden Flächen übertragen, wobei diese Ausbildung dann von besonderem Wert ist, wenn der Werkstoff von Übergangsstück und Leiste eine höhere Festigkeit als die anschließenden Platten besitzt.

Weitere Merkmale gehen aus den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen hervor. Es zeigt

F i g. 1 einen horizontalen Schnitt durch einen Teil einer Stranggießkokille der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig.2 einen Eckteil dieser Stranggießkokille im Schnitt,

Fig.3 einen Eckteil der Stranggießkokille in einer weiteren Ausbildung und

F i g. 4, 5 und 6 weitere vorteilhafte Ausbildungsformen.

In der F i g. 1 ist ein Teil der erfindungsgemäßen Stranggießkokille beispielsweise für eine Bramme dargestellt, bei der Platten 1 und 2 in Form von Längsund Querplatten an Stützplatten 3 und 4 befestigt sind. Die Platten 1 und 2 bestehen aus Kupfer und weisen Kühlschlitze 5 auf, in denen das Kühlmedium, z. B. Wasser zirkuliert Die Platten 1 und 2 sind über die einen Rahmen bildenden Stützplatten 3 und 4 mittels einer Spannvorrichtung 6 federnd miteinander verspannt. In die Längsplatte 1 ist das Übergangsstück 8 fest, jedoch auswechselbar eingefügt, gegen das die anschließende ^r> Querplatte 2 druckbelastet wirkt. Die Platten 1 und 2 bilden zusammen mit dem Übergangsstück 8 den Formhohlraum 9.

Die Fig. 2. die im vergrößerten Maßstab einen Eckteil der in der Fig. 1 gezeigten Stranggießkokille

ίο darstellt, offenbart weitere Einzelheiten. Das Übergangsstück ist in eine Ausnehmung der Platte 1 eingefügt und durch Stiftschrauben 10 an der Platte befestigt. Somit bildet das Übergangsstück 8 selbst einen Teil der Platte 1. Durch Lösen der Schrauben 10 ist das Übergangsstück 8 entfernbar. An das Übergangsstück 8 schließt sich quer zur Platte 1 die Platte 2 an. wobei sich dazwischen der an den Formhohlraum 9 anschließende Fugenbereich 11 befindet. Der auf die Platte 2 ausgeübte Druck wirkt nur in diesem Bereich auf das Übergangsstück, da zwischen den restlichen einander zugeordneten Flächen der Platten 1 und 2 bzw. der Platte 2 und dem Übergangsstück 8 ein Spalt 12 vorgesehen ist.

Die Fig. 3 zeigt ein Eckteil einer Stranggießkokille

mit eingesetztem Übergangsstück 8', wobei dieses Übergangsstück 8' an der, der Platte 2 zugewandten Seite nur teilweise, und zwar im Fugenbereich 7 an der Platte 2 anliegt und angedrückt wird. Dieser Bereich beträgt etwa ein Drittel der Plattenstärke.

jo Ahweichend von dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Fig.4 ein Eckteil einer Stranggießkokille dargestellt, bei dem zwischen dem Übergangsstück 8" und der anschließenden Platte 2 eine Auflageleiste 13 vorgesehen ist. Diese Auflageleiste ist an der dem Übergangsstück 8" zugekehrten Seite abgeschrägt, so daß in dem an den Formhohlraum angrenzenden Fugenbereich ein Spalt 14 gebildet wird. Da die Druckübertragung nunmehr nur über die aneinanderliegenden Flächen erfolgt, wird man zweck-

,näßig für das Übergangsstück 8" und für die Auflageleiste 13 einen Werkstoff mit gegenüber den Platten 1 und 2 höherer mechanischer Festigkeit, z. B. eine aushärtbare Kupferlegierung, verwenden.

Die Fig. 5 zeigt die Ausbildung des Eckteiles einer Stranggießkokille mit rechteckförmigem Querschnitt und verstellbaren Querplatten bei der das Übergangsstück 8'" in die Platte 2. die hier als Querplatte wirkt, eingefügt und mit dieser befestigt ist und somit mit dieser eine Einheit bildet. Hierdurch sind mit einer Stammkokille beliebig breite Gießquerschnitte durch Verschieben der Platte 2 längs der Platte 1 in Richtung des Pfeiles 16 möglich, ohne daß auf die oben beschriebenen Vorteile des eingefügten Übergangsstükkes verzichtet werden muß. Ggfs. kann mit dem Verschieben bzw. Verstellen der Platte 2 auch eine Vergrößerung der Höhe des Übergangsstückes Hand in Hand gehen, um so auch eine Variationsmöglichkeit in der Dicke des gegossenen Stranges zu haben. Der Werkstoff für das Übergangsstück 8'" kann eine niedrigere mechanische Festigkeit besitzen als die Kokillenplatten.

In der F i g. 6 schließlich ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt bei dem das Übergangsstück 8"" in die z. B. als Längsplatten einer Stranggießkokille mit rechtecki gern Formhohlraum wirkenden Platten 1 fest aber auswechselbar eingefügt sind. Die im Fugenbereich 17 aneinanderstoßenden Flächen sind in diesem Ausführungsbeispiel gegen die, den Formhohlraum 9 bildende

Kokillenfläche geneigt.

Durch Wahl unterschiedlicher Breiten der Übergangsstücke läßt sich auch hiermit in gewissen Grenzen eine Querschnittsänderung des zu gießenden Stranges erreichen. Alle diese unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten der Übergangsstücke führen zu einer Stranggießkokille mit einem weiten Einsatzbereich, ohne daß ein großer Kokillenpark erforderlich wäre.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung und Ausbildung von Übergangsstücken in einer Stranggießkokille zum Gießen von Metall, insbesondere Stahl, wobei die Stranggießkokille in einem Rahmen gehaltene und verspannte, gekühlte Wandplatten sowie in den Ecken zwischen diesen befindliche und mit diesen zusammen den Formhohlraum bildende Übergangsstücke aufweist, und wobei je zwei gegen ein Übergangsstück stoßende Platten nur an dem Übergangsstück druckbeiastet anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Übergangsstück (8 bis 8"") in Ausnehmungen jeweils einer der beiden Wandplatten (z. B. 1) befestigt ist und seine Anlagefläche (11) in Längsrichtung dieser Platte schrna^r ist als die Dicke der zweiten Platte (z. B. 2).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstücke (8,8', 8", 8"") aus einem Werkstoff mit gegenüber den Platten höherer mechanischer Festigkeit bestehen.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstücke (8'") aus einem Werkstoff mit gegenüber den Platten niedrigerer mechanischer Festigkeit bestehen. r>

4. Verwendung einer aushärtbaren Kupferlegierung für die Übergangsstücke (8, 8', 8", 8"") nach den Ansprüchen 1 und 2.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstücke (8) zur Veränderung des Abstands zweier gegenüberliegender Platten (1 bzw. 2) in Richtung senkrecht zu der Plattenebene unterschiedliche Längenabmessungen aufweisen.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die AnIagefläche (7) des Übergangsstückes (8, 8") an die zweite Platte (2) nur von einen unmittelbar an den Formhohlraum (9) angrenzenden Teil der Fuge gebildet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (7) etwa ein Drittel der Stärke der zweiten Platte (2) beträgt.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Übergangsstükken (8") und der zweiten Platte (2) eine Auflageleiste (13) angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageleiste (13) aus einem Werkstoff mit gegenüber den Platten (1, 2) höherer mechanischer Festigkeit besteht.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6—9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageleiste (13) und/oder das Übergangsstück (8', 8") außerhalb der unmittelbar an dem Formhohlraum (9) angrenzenden Anlagefläche (7) abgeschrägt sind.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (8 bis 8"") durch Stiftschrauben (10) und/oder Führungsstifte in den Ausnehmungen der ersten Platte (1,2) befestigt ist.