DE3907351C2 - Pouring funnel of a mold - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft den Eingießtrichter einer Kokille, insbesondere einer Vorband-Brammenkokille, wobei dieser zur Aufgabe von Metallschmelze am oberen Bereich der Kokille zwischen sich nach oben zu erweiternden Innenwandungen mit veränderlichen Konturen ausgebildet ist.The invention relates to the pouring funnel of a mold, in particular a support slab mold, this for Application of molten metal to the upper part of the mold between inner walls to be expanded with variable contours is formed.
Bekanntlich ist die jeweils erforderliche Formänderung der sich allmählich ausbildenden Strangschale eines Gießstranges im Eingießtrichter der Kokille auf dem Wege vom Beginn der Er starrung 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 den üblicherweise aus Kupfer bestehenden Kokillenwandungen und zwar über die gesamte Länge und Breite im Eingießtrichter. Damit verbunden ist auch das Erfordernis einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr und Verhinderung von Ablöseerscheinungen der Strangschale von den Wandungen des Eingießtrichters. Wird nämlich ein Ablösen der Strangschale nicht verhindert, so können ungleich dicke Strangschalenstücke entstehen, die durch ungleichmäßige Anlage an den Kühlflächen 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 den Wandungen 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.As is known, the shape change required in each case is gradually forming strand shell of a casting strand in the pouring funnel of the mold on the way from the beginning of the er rigidification until the metal casting strand emerges from the Mold, especially just below the metal bath level, not evenly distributed. This can cause interference the solidification of the strand shell of the casting strand. Prerequisite for an even solidification of the Strand shell of the casting strand in the mold is one uniform application of the strand shell to the usually from Copper existing mold walls and that over the entire Length and width in the pouring funnel. It is also connected the need for even heat dissipation and Prevention of peeling of the strand shell from the Walls of the pouring funnel. Is namely a replacement of the Strand shell is not prevented, so can be unevenly thick Strand shell pieces arise due to uneven installation lead to the formation of cavities on the cooling surfaces, in which liquid slag can penetrate, not only in this Areas to unevenly strong cooling of the Strand shell lead, but also depression and cracks Have consequence. A detachment of the strand shell from the walls of the pouring funnel is only prevented if that Line or plate torque from the ferrostatic pressure every position of the strand shell is larger than the collective of Line and plate moments from the thermal influence (Strand shell temperature difference) and the stretch and Plate moment of the required deformation of the Metal casting strand. These conditions are most likely and most most safely achieved when large distances and Plate sections are loaded with ferrostatic pressure, and at the same time with the smallest deformation paths. About that In addition, it must also be ensured that the permanent permanent deformation of the metal casting certain limit elongation values in the area of the solid-liquid phase does not exceed. This is when the Total deformation of the metal casting strand for a long time Route sections reached sooner than if the deformation of the Metal casting strand takes place only in short sections.
Aus der DE 36 43 740 A1, insbesondere dem Anspruch 8, ist zu entnehmen, dass die Breitseitenwände einer Stahlstranggießkokilte zur Bildung eines Eingießbereiches nach oben trichterförmig erweitert sind, und zwar bei einer Kokille zum Stranggießen dünner Stahlbänder von 20 bis 70 mm Dicke mit Gießgeschwindigkeiten über 2,5 m/min.From DE 36 43 740 A1, in particular claim 8, is to derive that the broad side walls of a Steel continuous casting coils to form a pouring area are funnel-shaped at the top, with a mold for the continuous casting of thin steel strips with a thickness of 20 to 70 mm Casting speeds over 2.5 m / min.
Ausgehend von dem hieraus erkennbaren Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Eingießtrichter einer Kokille so auszubilden, dass eine Verformung des Metallgieß stranges auf eine größtmögliche Streckenlänge verteilt und Depressionen sowie Rissbildungen in der Strangschale des Me tallgießstranges vermieden werden.Based on the state of the art recognizable from this the invention has for its object the pouring funnel Design the mold so that the metal casting is deformed stranges distributed over the greatest possible route length and Depression and crack formation in the strand shell of the Me tall casting strand can be avoided.
Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung bei dem Eingießtrichter einer Kokille entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 vorgeschlagen, dass die Konturen der Innenwandungen so mit Radien ausgebildet sind, dass diese Radien in Strangdurchlaufrichtung allmählich größer werdend in die Konturen der Innenwandungen der Kokille übergehen.To solve the problem with the invention Pouring funnel of a mold according to the generic term of Claim 1 proposed that the contours of the inner walls are designed with radii such that these radii in Direction of passage is gradually increasing in the Contour the inner walls of the mold.
Die Lehre der Erfindung macht deutlich, dass der Eingießtrichter ein integrierender Bestandteil der Kokille ist, wobei dessen erfindungsgemäße Formgebung mit Vorteil vermeidet, dass sich zwischen Eingießtrichter und Strangschale des beteiligten Stranges Hohlräume und/oder Depressionen oder Rissbildungen ergeben. Dies ermöglicht die Herstellung von vergleichsweise dünnen Metallsträngen mit homogener, fehlerfreier Oberflächenbeschaffenheit von hoher Qualität.The teaching of the invention makes it clear that the Pouring funnel an integral part of the mold is, the inventive design with advantage avoids that between pouring funnel and strand shell of the strand involved cavities and / or depression or Cracks result. This enables the production of comparatively thin metal strands with homogeneous, flawless surface quality of high quality.
Weitere Ausgestaltungen des Eingießtrichters nach der Erfindung sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.Further designs of the pouring funnel after Invention are provided according to the subclaims.
Dabei wurden mit Vorteil konstruktive Ausgestaltungen vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Radien in Strangdurchlaufrichtung mit gleichem Faktor zunehmen. Es soll aber auch nicht ausgeschlossen sein, dass Radien in Strangdurchlaufrichtung mit ungleichem Faktor zunehmen.Here, constructive designs were advantageous provided that are characterized in that the radii increase by the same factor in the strand passage direction. It But it should also not be excluded that radii in Increase strand pass direction with unequal factor.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Formgebung des Eingießtrichters einer Kokille kann auch darin bestehen, dass der jeweilige Radius durch eine Biegekurve - nach Maßgabe eines einseitig eingespannten Trägers mit Streckenlast - ersetzt ist, derart, dass eine besonders gleichmäßige Verformung des Gießstranges auf einer größtmöglichen Streckenlänge erreicht wird.Another embodiment of the shape according to the invention the pouring funnel of a mold can also consist of that the respective radius by means of a bending curve - as required of a beam clamped on one side with line load - is replaced in such a way that a particularly uniform Deformation of the casting strand on the largest possible Route length is reached.
Und schließlich ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Eingießtrichters dadurch gekennzeichnet, dass die die Kontur der Innenwandung bildenden Radien so ausgelegt sind, dass sie im Bereich eines Berührungspunktes eine Gerade bilden und symmetrisch an den Ecken liegen.And finally, the configuration of the Pouring funnel characterized in that the the contour the radii forming the inner wall are designed so that they form a straight line in the area of a point of contact and lie symmetrically at the corners.
Weitere Varianten und vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungsfiguren schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert:Other variants and advantageous design options the invention are described below with reference to drawing figures schematically illustrated embodiments explains:
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Kokille mit Eingießtrichter gemäß der Erfindung in Draufsicht, Fig. 1 a mold with pouring funnel according to the invention in top view,
Fig. 2 einen Verlauf der Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters mit den Verlauf bildenden Radien nach Fig. 1, Fig. 2 shows a course of the contour of the inner wall of the Eingießtrichters with the course of forming radii as shown in FIG. 1,
Fig. 3 eine weitere Variante des Verlaufs der Kontur der Innenwandung des Eingießtrichters mit den Verlauf bildenden Radien, Fig. 3 shows a further variant of the course of the contour of the inner wall of the Eingießtrichters with the course of forming radii,
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. 4 is a mold with pouring funnel according to the invention in plan view with an optimal course of the contour of the inner wall and the course forming radii,
Fig. 5 eine Kokille mit Eingießtrichter gemäß der Erfindung im Längsschnitt. Fig. 5 is a mold with pouring funnel according to the invention in longitudinal section.
In Fig. 1 ist eine Kokille (1) mit Eingießtricher (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 (R1, R2) 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 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.In Fig. 1 a mold ( 1 ) with pouring funnel ( 2 ) is shown in plan view, the contour ( 3 ) of the inner wall has a non-idealized angular course between the wall points (A, B, C, D). Fig. 2 shows the idealized course of the contour ( 3 ') of the inner wall of the pouring funnel ( 2 ) according to the invention in the subsection (AB) according to Fig. 1, the radii (R 1 , R forming the contour ( 3 ') of the inner wall 2 ) are each designed starting from a vertical line ( 4 , 5 ) so that they touch tangentially at point (E). This idealized course of the contour ( 3 ') of the inner wall of the pouring funnel ( 2 ) very advantageously prevents the formation of voids between the mold ( 1 ) or the pouring funnel ( 2 ) and the strand shell of the metal casting strand, which detach the strand shell from the mold wall and thus lead to surface defects on the metal casting strand.
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 (R1, R2) 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. Fig. 3 shows a further advantageous embodiment of the course of the contour ( 6 ) of the inner wall of a pouring funnel for the molten metal into the mold. The contour ( 6 ) of the inner wall of the pouring funnel ( 2 ) is designed so that its radii (R 1 , R 2 ) form a straight line in the area of the contact point (F) and lie symmetrically in the corners (G, H). The vertical lines ( 7 , 8 ) represent the limits.
In Fig. 4 ist eine optimale Form des gesamten von den Radien (R1, R2) gebildeten Verlaufes der Kontur (9) der Innenwandung eines Eingießtrichters (2) dargestellt, wobei die Radien (R1, R2) in Strangdurchlaufrichtung größer werdend, in die Kontur (9') der Innenwandung der Kokille (1) übergehen.In FIG. 4, an optimum shape is the total of the radii (R 1, R 2) profile of the contour (9) formed shown the inner wall of Eingießtrichters (2), the radii (R 1, R 2) in strand flow direction becoming larger , merge into the contour ( 9 ') of the inner wall of the mold ( 1 ).
Der jeweilige Radius (R1) 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.The respective radius (R 1 ) is replaced by a bending curve (K) - in accordance with a beam clamped on one side with line load. This configuration of the shape of the contour ( 9 ) of the inner wall of the pouring funnel achieves a particularly uniform deformation of the metal casting strand over the greatest possible length.
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 (R1, R2) 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.When in Fig. 5 the mold illustrated in the longitudinal section (10) with pouring funnel (11) in the pouring funnel (11) the contour of the inner wall of the Eingießtrichters (11) forming radii by horizontal, dashed lines (12, 13, 14, 15, 16 ) indicated. The contour of the inner wall ( 17 ) of the pouring funnel ( 11 ) is designed in the strand passage direction ( 18 ) in such a way that the radii gradually become larger, pass into the contour of the inner wall ( 19 ) of the mold ( 10 ). This ensures that the stretch or plate torque from the ferrostatic pressure ( 20 ) at each point of the strand shell ( 11 ) is greater than the collective of the stretch and plate moments from the thermal influence and the stretch and plate torque of the required deformation of the Metal casting strand. Large sections of the track or plate are therefore loaded by the ferrostatic pressure ( 20 ), with the smallest deformation paths. This not only leads to a uniform distribution of the required change in shape of the strand shell of the casting strand in the pouring funnel ( 11 ) of the mold ( 10 ), but also to a uniform distribution of the overall deformation of the metal casting strand over long sections, from the start of solidification to Exit ( 21 ) of the metal casting strand from the mold ( 10 ). This inventive design of the pouring funnel ( 11 ) thus very advantageously achieves that when the metal casting strand is deformed, the strand shell of the casting strand can also be deformed in such a way that inadmissibly high limit elongation values are not exceeded, thereby causing depression and cracking etc. in the strand shell Security can be avoided. The contour of the inner wall of the pouring funnel ( 11 ) can, if appropriate, also be designed such that its radii increase in the strand passage direction ( 18 ) by the same or different factor. However, when designing the contour of the inner wall of the pouring funnel, care must be taken that the radii (R 1 , R 2 ) in the strand passage direction are each only so much larger or enlarged by such a degree that a geometrical and temporally homogeneous deformation of the strand shell the metal casting strand in the pouring funnel ( 11 ) is guaranteed. By observing all of these measures according to the invention, the production of metal strands in a mold with a pouring funnel, in particular in a preliminary strip mold, with a homogeneous, flawless surface quality of high quality is guaranteed.
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DE102015215187A1 (en) | 2015-08-10 | 2017-02-16 | Sms Group Gmbh | Melt metallurgical plant comprising a mold |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3907351A1 (en) | 1990-09-13 |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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