DE3907351A1 - Kokille mit eingiesstrichter - Google Patents
Kokille mit eingiesstrichterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kokille,
insbesondere eine Vorband- Brammenkokille, mit
Eingießtrichter für Metallschmelze in die Kokille.
Bekanntlich ist die jeweils erforderliche Formänderung
der Strangschale eines Gießstranges im Eingießtrichter
der Kokille auf dem Weg vom Beginn der Erstarrung bis
zum Austritt des Metallgießstranges aus der Kokille,
insbesondere kurz unterhalb des Metallbadspiegels,
nicht gleichmäßig verteilt. Dadurch kann es zu
Störungen bei der Erstarrung der Strangschale des
Gießstranges kommen. Voraussetzung für eine
gleichmäßige Erstarrung der Strangschale des
Gießstranges in der Kokille ist eine gleichmäßige
Anlage der Strangschale an der Kokillenwandung (z.B.
Kupfer), und zwar über die gesamte Länge und Breite im
Eingießtrichter. Damit verbunden ist auch eine
gleichmäßige Wärmeabfuhr und Verhinderung von
Ablöseerscheinungen der Strangschale von der
Kokillenwandung bzw. des Eingießtrichters. Wird
nämlich ein Ablösen der Strangschale nicht verhindert,
so können ungleich dicke Strangschalenstücke
entstehen, die durch ungleichmäßige Anlage an der
Kühlfläche zur Bildung von Hohlräumen führen, in die
flüssige Schlacke eindringen kann, die nicht nur in
diesen Bereichen zu ungleichmäßig starken Abkühlungen
der Strangschale führen, sondern auch Depressionen und
Risse zur Folge haben. Ein Ablösen der Strangschale
von der Wandung des Eingießtrichters wird nur dann
verhindert, wenn das Strecken- oder Plattenmoment aus
dem ferrostatischen Druck an jeder Stelle der
Strangschale größer ist als das Kollektiv der
Strecken- und Plattenmomente aus dem thermischen
Einfluß (Strangschalen-Temperaturdifferenz) und dem
Strecken- und Plattenmoment der jeweils erforderlichen
Verformung des Metallgießstranges. Diese Bedingungen
werden am ehesten und am sichersten dann erreicht,
wenn große Strecken- und Plattenabschnitte vom
ferrostatischen Druck belastet sind, und zwar bei
gleichzeitig kleinsten Verformungswegen. Darüber
hinaus muß zusätzlich noch gesichert sein, daß die
sich einstellende permanente Verformung des
Metallgießstranges bestimmte Grenzdehnwerte im Bereich
der Fest-Flüssig-Phase nicht überschreitet. Dies wird
bei einer Verteilung der Gesamtverformung des
Metallgießstranges auf lange Streckenabschnitte eher
erreicht, als wenn die Verformung des
Metallgießstranges nur in kurzen Streckenabschnitten
erfolgt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, den
Eingießtrichter einer Kokille so auszubilden, daß die
Verformung des Metallgießstranges auf eine
größtmögliche Streckenlänge verteilt und Depressionen
sowie Rißbildungen in der Strangschale des
Metallgießstranges vermieden werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kontur der
Innenwandung des Eingießtrichters in
Strangdurchlaufrichtung so ausgebildet ist, daß ihre
Radien in Strangdurchlaufrichtung allmählich größer
werdend, in die Kontur der Innenwandung der Kokille
übergehen. Durch diese Ausbildung der Innenwandung des
Eingießtrichters wird erreicht, daß sich bei der
Verformung des Metallgießstranges auch die
Strangschale im Radiusbereich so mitverformen kann,
daß dabei bestimmte Grenzdehnwerte nicht überschritten
und dadurch Depressionen sowie Rißbildungen vermieden
werden. Dies ermöglicht die Herstellung von
Metallsträngen mit homogener, fehlerfreier
Oberflächenbeschaffenheit hoher Qualität.
Um die Verformung des Metallgießstranges auf eine
größtmögliche Streckenlänge zu verteilen und
Depressionen sowie Rißbildungen in der Strangschale
des Metallgießstranges zu vermeiden, ist in weiterer
Ausgestaltung gemäß der Erfindung die Kontur der
Innenwandung des Eingießtrichters so ausgebildet, daß
ihre Radien in Strangdurchlaufrichtung mit gleichem
Faktor zunehmen.
Eine möglichst gleichmäßige Verteilung der
Formänderung der Strangschale des Gießstranges im
Eingießtrichter der Kokille auf dem Weg vom Beginn der
Erstarrung bis zum Austritt des Metallgießstranges aus
der Kokille kann in weiterer vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung auch dadurch erreicht
werden, daß die Kontur der Innenwandung des
Eingießtrichters so ausgebildet ist, daß ihre Radien
in Strangdurchlaufrichtung mit ungleichem Faktor
zunehmen.
Weitere Varianten und vorteilhafte
Ausgestaltungsmöglichkeiten gemäß der Erfindung werden
nachfolgend anhand von in Zeichnungsfiguren
schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Kokille mit Eingießtrichter gemäß der
Erfindung in Draufsicht,
Fig. 2 einen Verlauf der Kontur der Innenwandung
des Eingießtrichters mit den Verlauf
bildenden Radien nach Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere Variante des Verlaufs der
Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters
mit den Verlauf bildenden Radien,
Fig. 4 eine Kokille mit Eingießtrichter gemäß der
Erfindung in Draufsicht mit optimalem
Verlauf der Kontur der Innenwandung und
mit den Verlauf bildenden Radien,
Fig. 5 eine Kokille mit Eingießtricher gemäß der
Erfindung im Längsschnitt.
In Fig. 1 ist eine Kokille (1) mit Eingießtrichter (2)
in Draufsicht dargestellt, dessen Kontur (3) der
Innenwandung einen nicht idealisierten eckigen Verlauf
zwischen den Wandpunkten (A, B, C, D) aufweist. Fig.
2 zeigt den idealisierten Verlauf der Kontur (3′) der
Innenwandung des Eingießtrichters (2) gemäß der
Erfindung im Teilabschnitt (A-B) nach Fig. 1, wobei
die die Kontur (3′) der Innenwandung bildenden Radien
(R 1, R 2) jeweils von einer senkrechten Linie (4, 5)
ausgehend so ausgelegt sind, daß sie sich im Punkt (E)
tangential berühren. Durch diesen idealisierten
Verlauf der Kontur (3′) der die Innenwandung des
Eingießtrichters (2) wird sehr vorteilhaft vermieden,
daß sich zwischen der Kokille (1) bzw. des
Eingießtrichters (2) und der Strangschale des
Metallgießstranges Hohlräume bilden, die zu Ablösungen
der Strangschale von der Kokillenwandung und damit zu
Oberflächenfehlern am Metallgießstrang führen können.
Fig. 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
des Verlaufs der Kontur (6) der Innenwandung eines
Eingießtrichters für die Metallschmelze in die
Kokille. Hierbei ist die Kontur (6) der Innenwandung
des Eingießtrichters (2) so ausgelegt, daß ihre Radien
(R 1, R 2) im Bereich des Berührungspunktes (F) eine
Gerade bilden und symmetrisch in den Ecken (G, H)
liegen. Die senkrechten Linien (7, 8) stellen die
Begrenzungen dar.
In Fig. 4 ist eine optimale Form des gesamten von den
Radien (R 1, R 2) gebildeten Verlaufes der Kontur (9)
der Innenwandung eines Eingießtrichters (2)
dargestellt, wobei die Radien (R 1, R 2) in
Strangdurchlaufrichtung größer werdend, in die Kontur
(9′) der Innenwandung der Kokille (1) übergehen.
Der jeweilige Radius (R 1) wird hierbei durch eine
Biegekurve (K) - nach Maßgabe eines einseitig
eingespannten Trägers mit Streckenlast - ersetzt.
Durch diese Ausbildung des Verlaufes der Kontur (9) der
Innenwandung des Eingießtrichters wird eine besonders
gleichmäßige Verformung des Metallgießstranges auf eine
größtmögliche Streckenlänge erreicht.
Bei der in Fig. 5 im Längsschnitt dargestellten
Kokille (10) mit Eingießtrichter (11) sind im
Eingießtrichter (11) die Kontur der Innenwandung des
Eingießtrichters (11) bildenden Radien durch
horizontal verlaufende, gestrichelte Linien (12, 13,
14, 15, 16) angedeutet. Die Kontur der Innenwandung
(17) des Eingießtrichters (11) ist in
Strangdurchlaufrichtung (18) so ausgebildet, daß die
Radien allmählich größer werdend, in die Kontur der
Innenwandung (19) der Kokille (10) übergehen.
Hierdurch wird erreicht, daß das Strecken- oder
Plattenmoment aus dem ferrostatischen Druck (20) an
jeder Stelle der Strangschale (11) größer ist als das
Kollektiv der Strecken- und Plattenmomente aus dem
thermischen Einfluß und dem Strecken- und
Plattenmoment der jeweils erforderlichen Verformung
des Metallgießstranges. Es werden daher große
Strecken- oder Plattenabschnitte vom ferrostatischen
Druck (20) belastet, und zwar bei kleinsten
Verformungswegen. Dies führt weiterhin nicht nur zu
einer gleichmäßigen Verteilung der jeweils
erforderlichen Formänderung der Strangschale des
Gießstranges im Eingießtrichter (11) der Kokille (10),
sondern auch zu einer gleichmäßigen Verteilung der
Gesamtverformung des Metallgießstranges auf lange
Streckenabschnitte, und zwar vom Beginn der Erstarrung
bis zum Austritt (21) des Metallgießstranges aus der
Kokille (10). Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung
des Eingießtrichters (11) wird somit sehr vorteilhaft
erreicht, daß sich bei der Verformung des
Metallgießstranges auch die Strangschale des
Gießstranges so mit verformen kann, daß dabei
unzulässig hohe Grenzdehnwerte nicht überschritten und
dadurch Depressionen sowie Rißbildungen etc. in der
Strangschale mit Sicherheit vermieden werden. Dabei
kann die Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters
(11) gegebenenfalls auch so ausgebildet sein, daß ihre
Radien in Strangdurchlaufrichtung (18) mit gleichem
oder auch ungleichem Faktor zunehmen. Allerdings muß
bei der Ausbildung der Kontur der Innenwandung des
Eingießtrichters darauf geachtet werden, daß die
Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichtung jeweils nur
soviel größer werden bzw. um ein solches Maß
vergrößert werden, daß eine geometrische und zeitlich
homogene Verformung der Strangschale des
Metallgießstranges im Eingießtrichter (11)
gewährleistet ist. Durch die Einhaltung aller dieser
Maßnahmen gemäß der Erfindung wird die Herstellung von
Metallsträngen in einer Kokille mit Eingießtrichter,
insbesondere in einer Vorbandkokille, mit homogener,
fehlerfreier Oberflächenbeschaffenheit hoher Qualität
gewährleistet.
Claims (5)
1. Kokille, insbesondere Vorband- Brammenkokille, mit
Eingießtrichter für die Metallschmelze in die Kokille,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (3, 3′, 6, 9)
der Innenwandung (17) des Eingießtrichters (2, 11) in
Strangdurchlaufrichtung (18) so ausgebildet ist, daß
ihre Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichtung (18)
allmählich größer werdend, in die Kontur der
Innenwandung (19) der Kokille (1, 10) übergehen.
2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontur (3, 3′, 6, 9) der Innenwandung (19)
des Eingießtrichters (2, 11) so ausgebildet ist, daß
ihre Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichung (18)
mit gleichem Faktor zunehmen.
3. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontur (3, 3′, 6, 9) der Innenwandung (19) des
Eingießtrichters (2, 11) so ausgebildet ist, daß ihre
Radien (R 1, R 2) in Strangdurchlaufrichtung (18) mit
ungleichem Faktor zunehmen.
4. Kokille nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (3, 3′, 6, 9)
der Innenwandung (19) des Eingießtrichters (2, 11) so
ausgebildet ist, daß die Radien (R 1, R 2) in
Strangdurchlaufrichtung (18) nur soviel größer werden,
daß eine geometrische und zeitliche homogene
Verformung der Strangschale im Eingießtrichter (2, 11)
erfolgt.
5. Kokille nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die
Kontur (3′) der Innenwandung des Eingießtrichters (2)
bildenden Radien (R 1, R 2) so ausgelegt sind, daß sie
sich tangential berühren.
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