CONTINUOUS CASTING MOULD

Abstract: 1. Continuous casting mould consisting of an inner wall (2) provided for the contact with the liquid metal (3) and an outer wall (9) made of copper and bonded to the former, said two walls (2 and 9) featuring structural build-ups differing from one another and the outer wall (9) being exposed to a liquid cooling, characterized in that the liquid cooling is realized by means of cooling tubes (8) cast in the outer wall (9), and that the bonding of the outer wall (9) to the inner wall (2) is of substance, and the tubes (8) are arranged superimposed in at least one plane (12, 13), which is perpendicular to the direction of the heat flow, the inner wall (2) made of fine-grained and dense material being manufactured without cutting.

Description: Stranggiesskokille Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf eine Stranggiesskokille, insbesondere aus Kupfer, die aus einem Innenabschnitt mit Flüssigkeitskühlung sowie aus einem Mantelabschnitt besteht. Eine derartige Stranggiesskokille ist nach der DE-AS 19 64 048 bekannt. Der Innenabschnitt wird dabei von Platten gebildet, welche einen Kokillenhohiraum umschliessen, und in welche aussenseitig Nuten eingefräst sind. Die Aussenwände dieser Innenabschnitte sind mittels eines Mantelabschnittes abgedeckt, der in diesem Falle von Stützplatten gebildet wird, welche die Nuten verschliessen. Durch die Nuten wird Kühlwasser geführt, so dassdie Schmelzwärme beim Stranggiessen insbesondere von Stahl in ausreichendem Masse entzogen werden kann. Demgemäss kommt es zur Erstarrung des flüssigen Metal.ls, welches mit einer hinreichend tragfesten Strangschale am unteren Teil der Stranggiesskokille austritt. Neben dieser geteilten Stranggiesskokille, die insbesondere für Brammen zweckmässig ist, gibt es auch ungeteilte Stranggiesskokillen mit kleineren Strangquerschnitten für das Giessen von Knüppeln und Vorblöcken. Derartige ungeteilte Stranggiesskokillen erfahren gleichfalls eine Aussenbearbeitung unter Ausbildung von Nuten, die sich mit dem Kühlmittel, also in der Regel mit Wasser, beaufschlagen lassen. Man kann auch Kühlkanäle in die Kokillenwandungen einbohren. Dies gestaltet sich aber im Hinblick auf die mit Rücksicht auf Anschlüsse präzise einzuhaltende Bohrungslage verhältnismässig schwierig. Gemeinsam ist den fräsend eingearbeiteten Nutbahnen wie auch den Bohrungen, dass eine spanende Bearbeitung im in der Regel aus Kupfer gegossenen Werkstück erfolgen muss. Dabei ist es nicht ausgeschlossen, dass unbeabsichtigte Materialtrennungen angestochen werden, in die dann Kühlwasser eintreten kann. Eine derartige unkon trollierte Ausbreitung von Kühlwasser im Innern der Kokillenwandung macht letztere in der Regel unbrauchbar. Eine weitere spanende Bearbeitung erfahren die Innenwände der Kokillen, damit sie hinreichend masshaltig und glatt für den Durchgang des Stranges werden. Auch hierbei ist es nicht auszuschliessen, dass durch den Guss bedingte Poren oder andere Hohlräume angeschnitten werden. Auch in diesem Falle ist die Kokille nicht mehr verwertbar. Hinzu kommt, dass die Lebensdauer der Kokille durch von der Innenwand ausgehende Erosionen begrenzt ist. Letztere lassen sich zwar durch spanabhebende Abtragung in begrenztem Ausmass ausgleichen, jedoch setzt dies zumindest voraus, dass die betreffende Kokille entsprechend lange aus der Produktion genommen wird, was eine aufwendige Vorratshaltung bedingt. Der mechanischen Oberarbeitung sind einerseits durch die einzuhaltenden Masse des Stranges und andererseits durch die einzuhaltenden Mindestwanddicken der Kokillen Grenzen gesetzt. Gerade die Wanddicke ist infolge der Kühl kanäle bzw. Kühl bohrungen dann beträchtlich eingeschränkt. Bei mangelnder Abstützung können derartig dünnwandige Kokillen umso leichter reissen, als die Festigkeit senkrecht zu der durch das Giessen der Kokillen bevorzugten, in der Regel mit der Wärmeflussrichtung zusammenfallenden, radialen Kornorientierungsrichtung vermindert ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stranggiesskokillen der einleitend benannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie sich mit wesentlich weniger Aufwand sowie ohne Gefahr, Poren bzw. andere Fehlstellen anzuschneiden, herstellen lässt. Dabei soll die Wärmeableitung besser als durch die bekannten Kühl kanäle möglich sein und auch bei herabgesetzter Kokillenwandstärke ein Reissen derselben infolge der erwähnten, herabgesetzten Festigkeit vermieden werden. Diese Aufgabenstellung wird durch die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, gelöst. Im Gegensatz zu den bekanntgewesenen, vollständig durch Formguss und mechanische Nachbearbeitung erzeugten Kokillen ist der Gefügeaufbau der neuen Kokille differenziert. Während der Innenabschnitt so dünn ist, dass von ihm keine ausgedehnten Gusskristalle in radialer Richtung ausgehen können, werden die Kühl kanäle von Kühl rohren gebildet, die durch ein Kaltumformungsgefüge gekennzeichnet sind und demgemäss in ihrer Längsrichtung besonders hohe Zugspannungen aufnehmen können Diese Kühl rohre wiederum sind stoffschlüssig im abschliessend in üblicher weise gegossenen Mantelabschnitt verankert, welchletzterer eine stoffschlüssige Verbindung auch mit dem Innenabschnitt eingeht. Da im Innern der Kokille somit jegliche spanende Bearbeitung entfällt, und da die Herstellung sowohl des Innenabschnittes als auch der Kühl rohre zu keinen Porenhohlräumen oder dergleichen führt, lässt sich die Herstellung nicht nur mit entsprechend herabgesetzter Ausschussquote vornehmen, sondern zugleich eine längere Standzeit der Kokillen erreichen. Der gusstechnisch erzeugte Mantelabschnitt leistet im Gegensatz zu den an seiner Stelle bekannt gewesenen Stützplatten einen erheblich verringerten Anteil an der Standfestigkeit der Kokille, da eine starke Stützwirkung von den Kühl rohren selbst ausgeht. Ein aufschmelzen der Kühl rohre beim Giessen lässt sich zuverlässig dadurch vermeiden, dass die Kühl rohre während des Giessens mit einem Kühlmittel beaufschlagt werden, wobei gegebenenfalls Luft verwendet wird, wenn der Wärmeentzug durch Wasser zu hoch ist. Somit lassen sich für die Kühl rohre übliche Dimensionen mit 1/2 bis 2 Zoll Durchmesser mit einer Wanddicke von etwa 0,8 mm verwenden. Beim Giessen des Mantelabschnittes mit einer etwa 300C über dem Schmelzpunkt liegenden Temperatur bleiben die Kühl rohre einerseits erhalten, und andererseits kommt die stoffschlüssige Verbindung zustande. Besonders wirkungsvoll ist die von den Kühirohren ausgehende Abstützung dann gegeben, wenn die Kühl rohre nach Art einer Bandage den Innenabschnitt der Kokille spulenförmig umgeben, weil auf diese Weise die Verankerung der Kühl rohre am zuverlässigsten ist. Man kann daher auch die Gesamtwandstärke der Kokille geringer wählen, zumal sich die Kühl rohre auch in mehreren Ebenen bzw. Lagen um den Innenabschnitt herum wickeln lassen. Dies ist selbstverständlich begrenzt auf einteilig ausgeführte Stranggiesskokillen, wie sie für den Guss von Knüppeln oder Vorblöcken verwendet werden. Der Innenabschnitt muss nicht notwendigerweise auch aus Kupfer bestehen. Er kann, vor allem wenn er dünnwandig ausgeführt werden kann, mit Vorteil auch aus Nickel hergestellt werden. Hierdurch lassen sich erhebliche Verschleissverbesserungen erzielen. Der Mantelabschnitt wird demgegenüber vorteilhaft immer aus Kupfer gegossen, während die Kupferrohre durch Ziehen hergestellt sind. Das Ziehverfahren kann auch für die Herstellung des Innenabschittes angewendet werden, der damit gleichfalls ein dichtes Feingefüge erhält, ohne dass in der Wärmeflussrichtung der Kokille eine ausgeprägte Kornorientierung entreten kann. Eine weitere interessante Art der Herstellung des Innenabschnittes besteht in der galvanotechnischen Abscheidung. Schliesslich lässt sich der Innenabschnitt auch durch ein besonderes Giessverfahren herstellen, bei dem der Kern als ein auf den Guss wirkender Abschreckkörper ausgebildet ist. Man erhält auf diese Weise im unmittelbaren Anschluss an den Kern bzw. an eine Abschreckplatte ein ausgesprochenes Feingefüge, das vor allem auf der Innenseite frei von jeglichen Poren, Lunkern oder dergleichen ist. Zur Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehende Zeichnung Bezug genommen. Die Zeichnung zeigt eine als Beispiel gewählte Vorblock-Kokille im Querschnitt. Der Kokillenhohlraum 1 nimmt bis zur Spiegelhöhe 11 das flüssige Metall 3 auf, welches am unteren Ende mit der erstarrten Strangschale austritt. Die Kokille ist einschliesslich ihrer Längsachse 10 mit geradem Durchtrittsverlauf dargestellt. In der Praxis besteht hiervon abweichend häufig die Bogenform, bei welcher die Erfindung indessen in gleicher Weise anwendbar ist. Der Innenabschnitt 2 hat nur eine sehr geringe Wandstärke und ist durch eine elektrolytische Nickelabscheidung hergestellt. Es besteht beim Innenabschnitt ein dichtes Gefüge, welches insbesondere keine ausgesprochene Orientierung in der Wärmeflussrichtung 7 aufweist. Auf der Innenseite besteht eine sehr glatte Innenwand 4, entlang welcher sich der Strang ohne starken Verschleiss der Innenschale 2 nach unten bewegen kann. Die Stärke 6 des Innenabschnittes 2 beträgt einen bruchteil der gesamten Wanddicke 5. Der Innenabschnitt 2 ist mittels eines Kühl rohres 8 spulenförmig umwunden, für welches 2 nicht dargestellte Anschlussverbindungen für die Zuführung und Ableitung des Kühlwassers bestehen. Die Windungen des Kühlrohres 8 haben eine mit der Längsachse 10 der Kokille übereinstimmende Längsachse. Im rechten Teil der Zeichnung ist angedeutet, dass die kühl rohre nicht nur in einer Lage 12 vorgesehen werden können, sondern auch noch in einer zweiten Lage 13 auf den Lückenraum der Windungen der ersten Lage ausgerichtet sein können. Dadurch wird eine sehr grosse Fläche für die Wärmeableitung geschaffen. Die genannte Wärmeableitung ist durch die stoffschlüssige Verbindung des Kokillenmantels 9 mit dem Innenabschnitt 2 und den Kühl rohren 8 besonders dann gewährleistet, wenn in üblicher Weise Kupfer für den Mantelabschnitt 9 verwendet wird.

Claims: Patentansprüche: 1. Stranggiesskokille, insbesondere aus Kupfer, die aus einem Innenab schnitt mit Flüssigkeitskühlung sowie aus einem Mantelabschnitt be steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenabschnitt (2) mit der für die Berührung mit dem flüssigen Metall (3) vorgesehenenlnnenwand (4) in einer nur einen Bruchteil der gesamten Wanddicke (5) tragen den Stärke (6-)- mit dichterem als beim Formguss erreichbarem Gefüge spanlos hergestellt ist, und dass in wenigstens einer Ebene senkrecht zur Wärmeflussrichtung (7) verlaufende, an den Innenabschnitt (2) an grenzende Kühl rohre (8) in dem übrigen, durch einen Giessvorgang stoff schlüssig mit dem Innenabschnitt (2) und den Kühl rohren (7) verbundenen Mantelabschnitten (9) verankert sind. 2. Stanggiesskokille nach Anspruch 1, die den Strangquerschnitt in eintei liger Ausführi:( g#unSÜhlIesst-, dadurch gekennzeichnetq dass die Kühirohre (8) um den Innenabschnitt (2) spulenartig herumgeführt sind, wobei die Spulenachse mit der Längsachse (10) der Kokille übereinstimmt. 3. Stanggiesskokille nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenabschnitt (2) im wesentlichen aus Nickel besteht. 4. Stranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelabschnitt (9) aus Kupfer gegossen ist. 5. Stranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die aus Kupfer bestehenden Kühl rohre durch Ziehen hergestellt sind. 6. Stranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Innenabschnitt aus dem ihn bildenden Metall durch Ziehen hergestellt ist. 7. Stranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Innenabschnitt aus dem ihn bildenden Metall durch galvanoplastische Abscheidung hergestellt ist. 18. Stranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Innenabschnitt durch Giessen unter Verwendung eines den Kokillenhohlraum vorgebenden Kerns nach Art eines auf den Guss einwirkenden Abschreckkörpers hergestellt ist. 9. Stranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kühl rohre in zwei Ebenen (12, 13) auf Lücke gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Inventors: EVERTZ, EGON
Applicants: EVERTZ, EGON
Application year: 1984
Main classification: B22D11
IPC codes: B22D11