CONTINUOUS CASTING MOULD

Abstract: 1. A mold for continuous casting of an aluminium strip, consisting of an indirectly cooled part with a jacketed contact surface between the mold wall and a cast strip as well as an adjacent directly cooled part (3) with a contact surface in the form of grids and outlet openings (4) for the cooling agent in the grooves between the grids (5), characterized in that the grids (5) are tapered or rounded in the direction towards a cast strip (6), forming a narrow feed zone of the strip, whereby the width of the feed zone is less than 0.5 mm.

Description: Stranggiesskokille Die Erfindung betrifft eine Stranggiesskokille, bestehend aus einem indirekten Kühlteil mit mantelförmiger Berührungsfläche zwischen Kokillenwand und Gussstrang und einem anschliessenden direkten Kühlteil mit stegförmiger-Berührungsfläche und Kühlmittelöffnungen in den Nuten zwischen den Stegen. Kurze Durchlaufkokillen zum horizontalen Giessen dünner Bänder mit indirekter und anschliessend direkter Wasserkühlung sind in den deutschen Patentschriften 12 83 442, 18 08 418 und 19 57 314 beschrieben. Die Kühlung des Bandes erfolgt dabei im ersten Teil der Kokille indirekt und im zweiten Teil durch direkte Wasseranspritzung, indem der Strang zwischen längs verlaufenden Stegen geführt wird. Das unter Druck eingeführte Kühlmittel wird zwischen den Stegen mit einer das Mehrfache der Giessgeschwindigkeit betragenden Geschwindigkeit an der Bandoberfläche entlanggeführt. Dabei wird bei den Kokillen innerhalb der Anspritzzonen ein: Unterdruck erzeugt, der einerseits einen Rückstau des Kühlwassers zum Kokilleneinlauf hin und damit ein Einfrieren des Bandes verhindert und andererseits eine Ansaugung des Schmiermittels bewirkt. Das Giessen rissfreier Bänder aus hochlegierten Aluminiumwerkstoffen setzt einmal eine extrem genaue, in der Praxis nur schwer realisierbare Einhaltung der Giessparameter, wie Metalltemperatur, Kühlmittelmenge und Schmierstoffdosierung voraus, andererseits sind die erzeugbare Bandbreite sowie die Giessgeschwindigkeit nur begrenzt. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Bandoberfläche, vor allem bei hochlegierten Werkstoffen, wie beispielsweise AlMg 5, unregelmässige Gussstrukturen, wie Seigerungen und Kaltläufe, aufweist, die über die Bandbreite ungleichmässig ausgebildet sind. Eine Weiterverarbeitung solcher Gussbänder durch Kaltwalzen zu hochwertigem Walzband kann nicht ohne vorhergehende mechanische Oberflächenbearbeitung erfolgen. Beim Giessen von 6 bis 15 mm dicken Bändern hat sich vor allem bei Manganund/oder Magnesium-haltigen Werkstoffen gezeigt, dass häufig Längsrisse auftreten. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Stranggiesskokille zum horizontalen Giessen dünner Bänder, vorzugsweise aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, zu entwickeln, mit der auch Bänder herstellbar sind, die keine Risse aufweisen und eine gleichmässige Gussstruktur und damit glatte Oberfläche haben, so dass sie ohne vorherige mechanische Oberflächenbearbeitung direkt durch Kaltwalzen weiterverarbeitet werden können. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kokillenstege zur Bandoberfläche hinlinienförmig zugespitzt sind (Fig.1, Fig.2a), so dass die Breite der Auflagezone des Bandes nicht mehr als 0,5 mm beträgt. Durch diese Stegform wird eine Vergrösserung der direkt gekühlten Zone der Gussbänder erzielt, die zu einem gleichmässigeren Wärmeentzug führt. Ein ähnlicher Effekt lässt sich erzielen, wenn die Stege abge rundet werden (Fig.2b). Den gleichen Effekt kann man nicht durch eine Verringerung der Steganzahl erzielen, da dann die Gefahr eines Rückstaues des Kühlmediums besteht. Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung der erfindungsgemässer Kokille die vorher beschriebenen Probleme beim Giessen hochlegierter Aluminiumwerkstoffe weitgehend behoben werden. So lassen sich mit ihr Bänder, beispielsweise aus AlMg 5 oder AlMg 4,5 Mn, auch im Dauerbetrieb rissfrei giessen, wobei betriebsbedingte Schwankungen der Giesstemparameter ohne Einfluss sind. Die Vergrösserung der direkt gekühlten Fläche führt zudem zu einer einheitlichen Gussstruktur, so dass die sich hierdurch ergebende glatte Bandoberfläche ohne vorhergehende Bearbeitung kalt oder warm gewalzt werden kann. Als weiterer besonderer Vorteil hat sich gezeigt, dass sowohl bei unlegierten als auch bei legierten Werkstoffen die Giessgeschwindigkeit um ca. 30% gesteigert werden kann, ohne dass es zu den erwähnten Giessfehlern kommt. Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäss betriebenen, üblicherweise aus Kupfer gefertigen Kokille kann dadurch erzielt werden, dass die mit der Oberfläche des Gussbandes in Berührung stehenden Flächen mit einer 20 bis 40 um dikken Hartchromschicht oder einer Nickelschicht überzogen werden.. Durch diese Massnahme wird der Kokillenverschleiss verringert und hierdurch die Kokillenstandzeiten, insbesondere beim Giessen hochfester und damit harter Bänder erhöht. Dies ist vor allem in Anbetracht der erfindungsgemäss verringerten Berührungsfläche im direkt gekühlten Kokillenabschnitt von Bedeutung. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Neigung zum Kleben des Bandes an der Kokillenlauffläche im indirekt gekühlten Kokillenteil durch eine Hartverchromung oder Vernickelung verringert wird. Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Vergleichsbeispieles näher erläutert. Die Vergleichskokille 1 und die erfindungsgemässe Kokille 2 sind von gleicher Bauart und Abmessung mit Ausnahme der im direkten Kühlteil angeordneten Stege. Diese sind bei der Kokille 1 in herkömmlicher Weise an der Berührungsfläche zwischen Kokillenwand und Gussstrang abgeflacht, so dass sich bei der Kokille 1 eine Berührungsbreite von 2,5 mm je Steg ergibt. Demgegenüber ist die erfindungsgemässe Kokille an den Berührungsflächen zugespitzt, wie es in Fig.1 perspektivisch dargestellt ist. Der direkte Kühlteil 3 besteht aus den Kühlmittelöffnungen 4 und den Stegen 5, die an der Berührungsfläche zum Gussstrang 6 hin zugespitzt sind. Die Breite der Auflagefläche bei der Kokille 2 beträgt 0,1 mm. Mit beiden Kokillen wurde ein Band der Dicke 12 mm und der Breite 750 mm bei ansonsten gleichen Giessbedingungen (Metalltemperatur, Giessgeschwindigkeit, Kühlmittelmenge) aus der Legierung AlMg 5 gegossen. Das Band aus der Kokille 1 zeigte sporadische Längsrisse (Foto 1) und unregelmässige Gussstrukturen, die sich auf der Oberfläche abzeichnen (Foto 2). Das Band aus der Kokille 2 (Foto 3) war rissfrei und zeigte eine gleichmässige Gussstruktur. In Fig.2 sind zwei alternative Stegformen dargestellt. Die bevorzugte Ausführungsform nach Fig.2a weist spitze Stegenden auf, die eine Auflagebreite von weniger als 0,1 mm besitzt. Diese Stegform gestattet es, besonders schwer giessbare AlMgSi-Legierungen rissfrei zu giessen. In Fig.2b sind abgerundete Stegenden dargestellt, deren Krummungsradius etwa der Hälfte der Stegbreite entspricht. Diese Stegform ist besonders verschleissarm und daher für hochfeste Legierungen geeignet, insbesondere in Verbindung mit einer Hartverchromung oder Vernickelung.

Claims: Patentansprüche: 1. Stranggiesskokille, bestehend aus einem indirekten Kühlteil mit mantelförmiger Berührungsfläche zwischen Kokillenwand und Gussstrang sowie einem direkten Kühlteil mit stegför miger Berührungsfläche und Kühlmittelöffnungen in den Nuten zwischen den Stegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen im Stegbereich linienförmig zuge spitzt sind, wobei die Breite der Auflagezone des Bandes unter 0,5 mm liegt. 2. Stranggiesskokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten zum Steg hin in einem Krüinmungsradius aus laufen, der weniger als 50% der Stegbreite beträgt. 3. Stranggiesskokille nach einem ir vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen zwischen Gussband und Kokille hart-verchromt oder vernickelt sind. 4. Verwendung einer Stranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 3 zum Giessen von Aluminiumlegierungen des Typs AlMg, AlMgMn, AlMn, AlMgSi.

Inventors: GRUHL, WOLFGANG, PROF. DR.-ING.
Applicants: VEREINIGTE ALUMINIUM-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: B22D11
IPC codes: B22D11