EP1206986A1 - Stranggiesskokille, insbesondere zum Giessen von Knüppel- oder Vorblocksträngen - Google Patents

Stranggiesskokille, insbesondere zum Giessen von Knüppel- oder Vorblocksträngen Download PDF

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EP1206986A1 EP01125595A EP01125595A EP1206986A1 EP 1206986 A1 EP1206986 A1 EP 1206986A1 EP 01125595 A EP01125595 A EP 01125595A EP 01125595 A EP01125595 A EP 01125595A EP 1206986 A1 EP1206986 A1 EP 1206986A1
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casting
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    • 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
    • B22D11/055—Cooling the moulds

Definitions

  • the invention relates to a continuous casting mold, in particular for casting billets or blooms, the pour tube from a mold housing with Gap distance is surrounded, in which a coolant flow can be fed and again is dissipatable.
  • the liquid steel solidifies in the continuous casting mold from outside to inside during the casting process.
  • the heat dissipation in the continuous casting mold can be regulated via locally coordinated water speeds. A maximum of heat must be dissipated in the meniscus of the mold bath level, while a correspondingly smaller amount of heat must be dissipated at the outlet of the continuous casting mold.
  • DE-OS 14 83 556 provides a cooling zone division to the mold height, each of the superimposed cooling zones has its own access and Discharge line is allocated.
  • the invention has for its object the speed of the cooling medium in the cooling channel of the cooling jacket of a continuous casting mold on the geometry of the To control the coolant jacket.
  • the object is achieved according to the invention in that the cooling medium gap is so wide across the mold height that in the upper Mold area of the cooling medium gap is narrow, corresponding to a high cooling medium speed, and is relatively wide in the lower mold area, accordingly a relatively lower cooling medium speed.
  • This allows through this geometric design of the cooling media channels regulates the water speeds and thus the heat dissipation can be achieved.
  • At least the vertical contour corresponds to the outer cooling medium gap wall a negative form of the solidification line in the casting strand from above runs down. This negative form leads to low cooling medium speeds too high in the lower mold area and due to the narrow gap Coolant speeds in the upper mold area.
  • a further improvement of the geometrical cooling gap shapes results from that the cooling medium gap is additionally enlarged in corner areas. There the corners of the casting strand compared to the surfaces less heat dissipation the cooling medium speed can be reduced somewhat here.
  • cooling medium gap over the broadside of the mold and / or the long sides of the mold are of different widths, the narrow gap is provided in the center of the page. This will be in the middle of the page due to the narrow gaps, a higher cooling medium speed and a lower speed at the corners due to the bulges achieved.
  • the pouring tube is cylindrical and the mold housing (the water guiding jacket) has the vertical contour.
  • a favorable flow with a small flow resistance also arises from that the corner areas of a horizontal contour each bulging oval are trained.
  • the continuous casting mold is used in particular for casting billet or blooms and is provided with a pouring tube 1 and a mold housing 2, that forms a water jacket 2a.
  • the mold housing 2 lies with Gap distance 3 around the pouring tube 1.
  • the cooling medium 4, as usual, water or Water with additives is in the cooling medium gap 5 at the mold level 6 in fed lower mold area 6b and heated while rising in the upper mold area 6a again in the direction of the arrow after heat has been absorbed dissipated.
  • the cooling medium gap 5 is of different widths over the mold height 6, in that the cooling medium gap 5 is narrow in the upper mold region 6a, accordingly a high cooling medium speed, and in the lower mold area 6b is relatively wide, corresponding to a relatively lower cooling medium speed.
  • the flow rate of the cooling medium 4 depends according to the negative form of the solidification line in the casting strand, at least according to the the vertical contour 7 of the outer cooling medium gap wall 5a is fixed is (Fig. 1).
  • the cooling medium gap is in accordance with the section A-A in the horizontal (FIG. 2) 5 additionally enlarged in the corner areas 8.
  • the cooling medium gap 5 is based on the basic idea of the mold wide side 9 and / or the long side of the mold 10 of different widths, with the narrow gap 11 in the center of the page 12 lies.
  • the production of the pouring tube 1 is simple and can be carried out very precisely be, since the pouring tube 1 is cylindrical in and of itself Chill mold housing 2 has the vertical contour 7 (FIG. 1). The same property results in a horizontal section (FIG. 2) if the corner regions 8 are horizontal Contour 13 are each bulged oval.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Eine Stranggießkokille, insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vorblocksträngen, deren Gießrohr (1) von einem Kokillengehäuse (2) mit Spaltabstand (3) umgeben ist, in den ein Kühlmedium (4) zuführbar und wieder abführbar ist, kann die Geschwindigkeit des Kühlmediums (4) im Kühlkanal des Kokillengehäuses (2) über die Geometrie des Kühlmedium-Leitmantels (2a) dahingehend steuern, dass der Kühlmedium-Spalt (5) derart über die Kokillenhöhe (6) unterschiedlich breit ist, dass im oberen Kokillenbereich (6a) der Kühlmedium-Spalt (5) eng ist, entsprechend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit, und im unteren Kokillenbereich (6b) relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigeren Kühlmedium-Geschwindigkeit. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille, insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vorblocksträngen, deren Gießrohr von einem Kokillengehäuse mit Spaltabstand umgeben ist, in den ein Kühlmediumstrom zuführbar und wieder abführbar ist.
Beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, erstarrt der flüssige Stahl im Verlauf des Gießprozesses von außen nach innen in der Stranggießkokille. Die Erstarrung erfolgt näherungsweise hyperbelförmig nach der Gleichung s=k x t (s = Strangschalendicke; k = Abkühlungsfaktor; t = Zeit).
Um die sich daraus ergebende Erstarrungskurve schon in der Stranggießkokille zu berücksichtigen, kann in der Stranggießkokille die Regulierung der Wärmeabfuhr über örtlich abgestimmte Wassergeschwindigkeiten erfolgen. Im Meniskus des Kokillen-Badspiegels muss ein Maximum an Wärme abgeführt werden, während am Austritt der Stranggießkokille eine entsprechend geringere Wärmemenge abzuführen ist.
Aus der DE-OS 14 83 556 ist eine Kühlzonen-Einteilung auf die Kokillenhöhe vorgesehen, wobei jeder der übereinanderliegenden Kühlzonen eine eigene Zu- und Abführleitung zugeteilt ist.
Aus der DE-AS 1 608 059 ist es bekannt, das Kühlmedium in senkrechten Kanälen von unten nach oben durch den Kühlkasten der Kokille zu leiten und einen hohen Gegendruck aufzubauen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Geschwindigkeit des Kühlmediums im Kühlkanal des Kühlmantels einer Stranggießkokille über die Geometrie des Kühlmediumleitmantels zu steuern.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kühlmedium-Spalt derart über die Kokillenhöhe unterschiedlich breit ist, dass im oberen Kokillenbereich der Kühlmedium-Spalt eng ist, entsprechend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit, und im unteren Kokillenbereich relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigeren Kühlmedium-Geschwindigkeit. Dadurch kann durch diese geometrische Gestaltung der Kühlmedienkanäle eine Regulierung der Wassergeschwindigkeiten und damit der Wärmeabfuhr erreicht werden.
Dabei entspricht zumindest die senkrechte Kontur der äußeren Kühlmediumspalt-Wandung einer Negativform der Erstarrungslinie im Gießstrang die von oben nach unten verläuft. Diese Negativform führt zu kleinen Kühlmedium-Geschwindigkeiten im unteren Kokillenbereich und durch den engen Spalt zu hohen Kühlmedium-Geschwindigkeiten im oberen Kokillenbereich.
Eine weitere Verbesserung der geometrischen Kühlspaltformen ergibt sich dadurch, dass der Kühlmedium-Spalt in Eckenbereichen zusätzlich vergrößert ist. Da die Ecken des Gießstrangs im Vergleich zu den Flächen weniger Wärmeabfuhr erfordern, kann hier die Kühlmedium-Geschwindigkeit etwas verringert werden.
Eine ähnliche Verbesserung stellt dar, dass der Kühlmedium-Spalt über die Kokillenbreitseiten und / oder die Kokillenlängsseiten unterschiedlich breit ist, wobei der enge Spalt jeweils in der Seitenmitte vorgesehen ist. Dadurch wird in den Seitenmitten durch die engen Spalte wiederum eine größere Kühlmedium-Geschwindigkeit und an den Ecken durch die Ausbauchungen eine geringere Geschwindigkeit erzielt.
Für die Fertigung ist es vorteilhaft, dass das Gießrohr zylindrisch ausgebildet ist und das Kokillengehäuse (der Wasserleitmantel) die senkrechte Kontur aufweist.
Eine günstige Strömung bei kleinem Strömungswiderstand entsteht ferner dadurch, dass die Eckbereiche einer horizontalen Kontur jeweils ovalförmig ausbauchend ausgebildet sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
einen senkrechten Schnitt durch die Stranggießkokille und
Fig. 2
einen horizontalen Schnitt gemäß der Schnittangabe A-A in Fig. 1.
Die Stranggießkokille dient insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vorblocksträngen und ist mit einem Gießrohr 1 und einem Kokillengehäuse 2 versehen, das einen Wasserleitmantel 2a bildet. Das Kokillengehäuse 2 liegt mit Spaltabstand 3 um das Gießrohr 1. Das Kühlmedium 4, wie üblich Wasser oder Wasser mit Zusätzen, wird in den Kühlmedium-Spalt 5 auf der Kokillenhöhe 6 im unteren Kokillenbereich 6b zugeführt und unter Erwärmung beim Hochsteigen im oberen Kokillenbereich 6a wieder in Pfeilrichtung nach erfolgter Wärmeaufnahme abgeführt.
Der Kühlmedium-Spalt 5 ist derart über die Kokillenhöhe 6 unterschiedlich breit, indem im oberen Kokillenbereich 6a der Kühlmedium-Spalt 5 eng ist, entsprechend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit, und im unteren Kokillenbereich 6b relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigeren Kühlmedium-Geschwindigkeit. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums 4 richtet sich dabei nach der Negativform der Erstarrungslinie im Gießstrang, nach der zumindest die senkrechte Kontur 7 der äußeren Kühlmedium-Spaltwandung 5a festgelegt ist (Fig. 1).
Entsprechend dem Schnitt A-A in der Horizontalen (Fig. 2) ist der Kühlmedium-Spalt 5 in den Eckenbereichen 8 zusätzlich vergrößert. Der Kühlmedium-Spalt 5 ist nach dem Grundgedanken über die Kokillenbreitseite 9 und / oder die Kokillenlängsseite 10 unterschiedlich breit, wobei der enge Spalt 11 jeweils in der Seitenmitte 12 liegt.
Die Herstellung des Gießrohrs 1 ist einfach und kann sehr formgenau durchgeführt werden, da das Gießrohr 1 für sich alleine zylindrisch ausgebildet ist und das Kokillengehäuse 2 die senkrechte Kontur 7 aufweist (Fig. 1). Dieselbe Eigenschaft ergibt sich im horizontalen Schnitt (Fig. 2), wenn die Eckenbereiche 8 einer horizontalen Kontur 13 jeweils ovalförmig ausgebaucht sind.
Die jeweilige Spaltbreite folgt der Funktion Spalt = f (h) gemäß Fig. 1 und der Funktion Spalt = f (x) gemäß Fig. 2.
Bezugszeichenliste
1
Gießrohr
2
Kokillengehäuse
2a
Wasserleitmantel
3
Spaltabstand
4
Kühlmedium
5
Kühlmedium-Spalt
5a
Kühlmedium-Spaltwandung
6
Kokillenhöhe
6a
oberer Kokillenbereich
6b
unterer Kokillenbereich
7
senkrechte Kontur
8
Eckenbereich
9
Kokillenbreitseite
10
Kokillenlängsseite
11
enger Spalt
12
Seitenmitte
13
horizontale Kontur

Claims (6)

  1. Stranggießkokille, insbesondere zum Gießen von Knüppel- oder Vorblocksträngen, deren Gießrohr von einem Kokillengehäuse mit Spaltabstand umgeben ist, in den ein Kühlmediumstrom zuführbar und wieder abführbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmedium-Spalt (5) derart über die Kokillenhöhe (6) unterschiedlich breit ist, dass im oberen Kokillenbereich (6a) der Kühlmedium-Spalt (5) eng ist entsprechend einer hohen Kühlmedium-Geschwindigkeit und im unteren Kokillenbereich (6b) relativ breit ist, entsprechend einer relativ niedrigeren Kühlmedium-Geschwindigkeit.
  2. Stranggießkokille nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die senkrechte Kontur (7) der äußeren Kühlmediumspalt-Wandung (5a) einer Negativform der Erstarrungslinie im Gießstrang entspricht, die von oben nach unten verläuft.
  3. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmedium-Spalt (5) in Eckenbereichen (8) zusätzlich vergrößert ist.
  4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmedium-Spalt (5) über die Kokillenbreitseiten (9) und / oder die Kokillenlängsseiten (10) unterschiedlich breit ist, wobei der enge Spalt (11) jeweils in der Seitenmitte (12) vorgesehen ist.
  5. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gießrohr (1) zylindrisch ausgebildet ist und das Kokillengehäuse (2) die senkrechte Kontur (7) aufweist.
  6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Eckbereiche (8) einer horizontalen Kontur (13) jeweils ovalförmig ausbauchend ausgebildet sind.
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