HORIZONTAL CONTINUOUS CASTING MOULD

Abstract: 1. A horizontal continuous casting mould, in particular for continuously casting steel, comprising a feed section (11) formed of refractory material on the feed side, which is sealingly connectable to a storage vessel (4) for the melt (3), and a mould main body (28) alignedly abutting on the feed section (11), forming a steplessly through-going mould cavity (34), provided with an internal cooling and preferably made of copper or a copper alloy, characterised in that the feed section front part (18) is provided with a heating means (22), and that a means (25) for detecting the formed strand skin (24), preferably a temperature measuring means, is provided between the heating means (22) and the end of the feed section (11) lying in the strand extraction direction.

Description: Horizontalstranggiesskokille Die Erfindung betrifft eine Horizontalstranggiesskokille, insbesondere zum Stahlstranggiessen, mit einem einlaufseitig aus feuerfestem Material gebildeten Einlaufteil, der dichtend an ein Vorratsgefäss für die Schmelze anschliessbar ist, und einem an den Einlaufteil fluchtend anschliessenden und durchgehend stufenlosen Kokillenhohlraum bildenden, mit einer Innenkühlung versehenen, vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildeten Kokillenhauptkörper. Bei Horizontalstranggiessanlagen ist es üblich (US-PS 3 329 200, FR-PS 1 522 983 und DE-PS 20 58 051), das einlaufseitige Ende der Kokille mit einer radial gerichteten Kühlfläche auszustatten. Diese Art der Kokillenausbildung hat den Nachteil, dass der Strang von dieser radialen Kühlfläche wegbewegt werden muss bzw. dass nur eine minimale Rückbewegung in der Grössenordnung der Schrumpfung des Stranges in seiner Längsrichtung gestattet ist. Ein weiterer Nachteil der radialen Kühlfläche ist, dass das Schalenwachstum mit einem sägezahnähnlichen Profil erfolgt. Das sägezahn ähnliche Schalenwachstum erfordert, dass im Auszugszyklus eine Pausenzeit vorgesehen ist, welche ein ausreichendes Schalenwachstum im schwächsten Schalenquerschnitt gewährleistet. Diese spezifische Art der Auszugsbewegung erfordert eine sehr komplizierte Auszugseinrichtung zum Ausziehen des Stranges. Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man versucht, Horizontalstranggiesskokillen ohne radial gerichtete Kühlflächen einzusetzen. Eine Horizontalstranggiesskokille ohne solche radiale Kühlflächen gemäss der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE-OS 25 20 091 bekannt. Beim Betrieb einer Horizontalstranggiesskokille dieser Art ist es jedoch infolge des Fehlens einer radialen Kühlfläche nicht möglich, die Bildung der Strangschale an einer bestimmten Stelle der Längserstreckung der Horizontalstranggiesskokille, insbesondere im Einlaufteil, sicherzustellen. Die Bildung der Strangschale hängt nämlich von einer Vielzahl von Parametern ab, wie z.B. von der Temperatur der Schmelze im Vorratsgefäss, der Strangausziehgeschwindigkeit, der chemischen Zusammensetzung der zu vergiessenden Schmelze und dem Wärmeentzug durch die Innenkühlung des Kokillenhauptkörpers. So ist es bei der bekannten Horizontalstranggiesskokille möglich, dass die Strangschale sich bereits zu früh bildet und über den Einlaufteil hinauswächst, wodurch es beim Ausziehen des Stranges zum Aufreissen bzw. Abreissen der Strangschale kommen kann. Weiters besteht die Gefahr, dass sich die Strangschale erst im Bereich bei der sich in radialer Richtung erstreckenden Anschlussstelle zwischen dem Einlaufteil und dem Kokillenhauptkörper bildet, wodurch die Anschlussstelle durch Schmelze in Mitleidenschaft gezogen wird bzw. Schmelze in einen an dieser Anschlussstelle auftretenden Spalt eindringen kann, was zu einer Zerstörung der Horizontalstranggiesskokille bzw. ebenfalls zu einem Abreissen der Strangschale führen kann. Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Horizontalstranggiesskokille der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der der Strangschalenbeginn eindeutig an der gewünschten Stelle festlegbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Einlaufvorderteil mit einer Heizeinrichtung versehen ist, und dass zwischen der Heizeinrichtung und dem in Ausziehrichtung des Stranges liegenden Ende des Einlaufteiles eine Einrichtung zum Orten der gebildeten Strangschale, vorzugsweise eine Temperaturmesseinrichtung, vorgesehen ist. Durch Steuern der im Einlaufvorderteil vorgesehenen Heizeinrichtung und der im Kokillenhauptkörper vorgesehenen Kühlung lässt sich der Beginn des Strangschalenwachstums in einer Querebene innerhalb der Länge des Einlaufteiles festlegen. Die Einrichtung zum Erkennen der Strangschale ermöglicht eine Überwachung der Lage des Beginns des Schalenwachstums. Sobald diese Einrichtung eine Fehlanzeige gibt, also das Fehlen einer Schale anzeigt, wird die Kühlung in der Kokillenwand verstärkt und die über die Heizeinrichtung zugeführte Wärme reduziert, u.zw. so lange bis die Schalenanzeigeeinrichtung wieder das Vorhandensein einer Schale meldet. Ist gemäss der Anzeige der Einrichtung zum Orten der Strangschale diese bereits zu stark - woraus folgt, dass der Beginn des Schalenwachstums zu weit an der Eingangsseite der Horizontalstranggiesskokille liegt wird die über die Heizeinrichtung zugeführte Wärme intensiviert. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform, bei der der Einlaufteil eine in Ausziehrichtung des Stranges vorgesehene Manschette aufweist, deren Wandstärke geringer ist als die Wandstärke des Vorderteiles des Einlaufteiles, welche Manschette in eine stirnseitig vorgesehene Ausnehmung des Kokillenhauptkörpers eingesetzt ist und wobei die Aussenfläche der Manschette an der ringförmigen Ausnehmung in Längsrichtung der Horizontalstranggiesskokille anliegt, ist die Temperaturmesseinrichtung innerhalb der Manschette angeord net, wobei vorteilhaft zwischen der Heizeinrichtung und der Temperaturmesseinrichtung ein wärmeisolierender Körper vorgesehen ist. Um die Bildung der Strangschale besonders genau verfolgen und festlegen zu können, sind vorteilhaft über die Länge des Einlaufvorderteiles verteilt mehrere Einrichtungen zum Orten der gebildeten Strangschale im Abstand voneinander vorgesehen, wobei zweckmässig die Heizeinrichtung aus einzeln zu- und abschaltbaren, über die Länge des Einlaufvorderteiles verteilt angeordneten Heizeinrichtungsteilen gebildet ist. Mit der erfindungsgemässen Horizontalstranggiesskokille ist es möglich, den Strang kontinuierlich aus der Horizontalstranggiesskokille auszuziehen, wobei die Horizontalstranggiesskokille mittels einer Oszilliereinrichtung antreibbar ist. Dadurch entfällt die bisher übliche komplizierte diskontinuierlich arbeitende Auszieheinrichtung für den Strang. Für eine oszillierende Horizontalstranggiesskokille weist zweckmässig der Einlaufvorderteil an seiner peripheren Aussenseite eine Gleitfläche auf und ist von einem am Vorratsgefäss starr befestigten Rohrstutzen umgeben, wobei vorteilhaft der Rohrstutzen an seiner an der Gleitfläche des Einlaufvorderteiles anliegenden Gegengleitfläche mindestens eine umlaufende Nut aufweist, in die mindestens eine inertes Gas zuführende Leitung mündet. Zweckmässig ist die umlaufende Nut mit porösem, feuerfestem Material ausgefüllt. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Horizontalstranggiesskokille, Fig. 2 ein Diagramm des Wärmeentzuges bzw. der Wärmeleitfähigkeit für diese Kokille und Fig. 3 ein Detail der Fig. 1 in grösserem Massstab zeigen. Aus einer Pfanne 1 wird über ein Giessrohr 2 Stahlschmelze 3 in ein Vorratsgefäss 4, welches auch Verteiler genannt ist, einfliessen gelassen. Das Vorratsgefäss 4 ist mit einer nicht dargestellten Heizeinrichtung versehen und weist eine wärmeisolierende Ummantelung 5 auf. An einer vertikalen Seitenwand 6 des Vorratsgefässes 4 ist eine Austrittsöffnung 7 für die Stahlschmelze 3 vorgesehen, an die mittels eines Flansches 8 ein kurzer Rohrstutzen 9 angeschlossen ist. Zwischen dem Flansch 8 und der vertikalen Seitenwand 6 des Vorratsgefässes 4 ist eine Dichtung 10 eingesetzt. In dem Rohrstutzen 9 ist ein erster Kokillenteil, der den Einlaufteil 11 für die Horizontalstranggiesskokille bildet, axial verschiebbar eingesetzt. Dieser Einlaufteil 11 weist einen Innendurchmesser 12 auf, der kleiner ist als der (13) der Austrittsöffnung 7 des Vorratsgefässes 4. Zwischen dem Rohrstutzen 9 und der Aussenmantelfläche 14 des Einlaufteiles 11 ist zwecks Abdichtung der Rohrstutzen 9 innenseitig mit zwei umlaufenden Nuten 15 versehen, die mit porösem, feuerfestem Material 16 ausgefüllt sind. In diese Nuten 15 münden inertes Gas zuführende Leitungen 17. Der Einlaufteil 11, der aus feuerfestem Material gebildet ist, ist ungekühlt und weist im wesentlichen zwei integral zusammenhängende Teile 18, 19 auf, und zwar einen Einlaufvorderteil 18 und eine den Einlaufvorderteil 18 verlängernde Manschette 19. Die Manschette 19 weist den gleichen Innendurchmesser 12 wie der Einlaufvorderteil 18 auf; sie ist jedoch in geringerer Wandstärke 20 ausgebildet als der Einlaufvorderteil 18. In den# Einlaufvorderteil 18 sind umlaufende Nuten 21 eingearbeitet, in die eine Heizeinrichtung 22, wie z. B.eine elektrisch beheizte Heizspule eingesetzt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind über die Länge 23 des Einlaufvorderteiles 18 vier Heizspulen hintereinander angeordnet. Jede der Heizspulen ist getrennt von den übrigen ein- und ausschaltbar und regelbar. In der Manschette 19 ist eine Einrichtung zum Orten der von der Stahlschmelze gebildeten Strangschale 24 eingesetzt, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Temperaturmessfühler 25 ausgebildet ist. Zwischen dem Temperaturmessfühler 25 und der Heizeinrichtung 22 ist ein wärmeisolierender Körper 26 vorgesehen, der im Abstand von der Innenfläche 27 des Einlaufteiles 11 endet und eine Beeinflussung des Temperaturmessfühlers durch die Heizeinrichtung weitestgehend verhindert. An den Einlaufteil 11 schliesst ein zweiter Kokillenteil an, und zwar ein aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildeter Kokillenhauptkörper 28, der mit Kanälen für eine Innenkühlung versehen ist. Dieser Kokillenhauptkörper 28 weist zur Aufnahme der Manschette 19 eine ringförmige Ausnehmung 29 auf, wobei bei zusammengebauten Kokillenteilen 11 und 28 die sich in Längsrichtung erstreckende Aussenfläche 30 der Manschette 19 an der ringförmigen Ausnehmung 29 berührend anlegt. Die radial gerichteten Anschlussflächen 31, 32 der Ausnehmung 29 und der Manschette 19 liegen spaltfrei aneinander an. Die Innenfläche 33 des Kokillenhauptkörpers 28 weist den gleichen Durchmesser 12 auf wie die Innenfläche 27 des Einlaufteiles 11, sodass von diesen beiden Teilen 11 und 28 ein stufenloser Kokillenhohlraum 34 gebildet ist. An den Kokillenhauptkörper 28 können je nach Bedarf weitere Kokillenteile, beispielsweise mit einer Innenkühlung versehene Nachkühler 35, von denen einer in Fig. 1 dargestellt ist, mit oder ohne sich in Längsrichtung erstreckender Distanz zum Kokillenhauptkörper 28 anschliessen. Die Funktion der Einrichtung ist folgende: Mittels der Heizeinrichtung 22 wird die Temperatur bzw. der Entzug von Wärme des Stranges durch den Einlaufteil 11 derart geregelt, dass sich die Strangschale 24 im Bereich des Ubergangs der Manschette 19 zum Einlaufvorderteil 18 zu bilden beginnt. Mittels des Temperaturmessfühlers 25 lässt sich die gebildete Strangschale 24 orten, da die Höhe der Temperatur im Bereich der Manschette 19 davon abhängt, ob die Manschette von einer Strangschale 24 bedeckt ist oder nicht. Wandert der Bereich 36 des Beginns der Strangschalenbildung in Richtung zum Kokillenhauptkörper 28, so zeigt der Temperaturmessfühler 25 eine höhere Temperatur an, sobald Stahlschmelze 3 zur Manschette 19 gelangt. In diesem Fall wird die Kühlung des Kokillenhauptkörpers 28 intensiviert und die Heizung des Ein laufteiles 11, zumindest bei den dem Temperaturmessfühler 25 benachbarten Heizspulen herabgesetzt bzw. abgeschaltet. Wandert hingegen der Bereich 36 des Beginns der Strangschalenbildung zum Vorratsgefäss 4, wird die Strangschale 24 im Bereich des Temperaturmessfühlers 25 stärker und es kommt zu einem Temperaturabfall, der vom Temperaturmessfühler 25 registriert wird. In diesem Fall wird die Heizung im Einlaufteil 11 intensiviert und erforderlichenfalls gleichzeitig die Kühlung des Kokillenhauptkörpers 28 vermindert. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Einlaufteil 11 eine geringe Wärmeleitfähigkeit und der Kokillenhauptkörper 28 eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Dementsprechend ist auch der Wärmeentzug von Strangwärme im Bereich des Einlaufteiles 11 sehr gering. Er steigt erst im Bereich der relativ dünnwandigen Manschette 19 stark an, welcher Anstieg 37 für den Beginn der Bildung der Strangschale 24 verantwortlich ist. Mit der am Einlaufteil 11 installierten Heizeinrichtung lässt sich dieser Anstieg 37 des Wärmeentzuges in Richtung der Längsachse der Horizontalstranggiesskokille verlegen. Mit der erfindungsgemässen Horizontalstranggiesskokille ist es somit möglich, den Bereich 36 des Beginns der Strangschalenbildung festzulegen, sodass die radial gerichteten Anschlussflächen 31, 32 zwischen Manschette 11 und Kokillenhauptkörper 28 von der Schmelze 3 nicht berührt werden und die radial zur Austrittsöffnung 7 des Vorratsbehälters 4 gerichtete Fläche 38 des Einlaufvorderteiles 18 niemals von einer Strangschale bedeckt werden kann. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich, über die Länge 23 des Einlaufvorderteiles 18 mehrere Einrichtungen zum Orten der gebildeten Strangschale 24 vorzusehen. Anstelle des beim dargestellten Ausführungsbeispiel dargestellten Temperaturmessfühlers 25 können auch andere Einrichtungen zum Orten der gebildeten Strangschale 24 vorgesehen sein, wie z. B. Dehnmessstreifen oder Ultraschallsender- und -empfänger. Die Heizeinrichtung des Einlaufvorderteiles kann auch von einer im Einlaufteil 11 spiralförmig vorgesehenen Heizspule gebildet sein. Die Erfindung lässt sich weiters für unterschiedlich gestaltete Querschnittsformen des Kokillenhohlraumes 34 verwirklichen.

Claims: Patentansprüche: 1. Horizontalstranggiesskokille, insbesondere zum Stahl stranggiessen, mit einem einlaufseitig aus feuer festem Material gebildeten Einlaufteil (11), der dichtend an ein Vorratsgefäss (4) für die Schmelze (3) anschliessbar ist, und einem an den Einlaufteil (11) fluchtend anschliessenden und durchgehend stu fenlosen Kokillenhohlraum (34) bildenden, mit einer Innenkühlung versehenen, vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildeten Kokillenhaupt körper (28), dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf vorderteil (18) mit einer Heizeinrichtung (22) ver sehen ist, und dass zwischen der Heizeinrichtung (22) und dem in Ausziehrichtung des Stranges liegenden Ende des Einlaufteiles (11) eine Einrichtung (25) zum Orten der gebildeten Strangschale (24), vorzugs weise eine Temperaturmesseinrichtung, vorgesehen ist. 2. Horizontalstranggiesskokille nach Anspruch 1, wobei der Einlaufteil (11) eine in Ausziehrichtung des Stranges vorgesehene Manschette (19) aufweist, deren Wandstärke (20) geringer ist als die Wandstärke des Vorderteiles (18) des Einlaufteiles (11), welche Man schette (19) in eine stirnseitig vorgesehene Aus nehmung (29) des Kokillenhauptkörpers (28) eingesetzt ist und wobei die Aussenfläche (30) der Manschette (19) an der ringförmigen Ausnehmung (29) in Längsrichtung der Horizontalstranggiesskokille anliegt, dadurch ge kennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung (25) innerhalb der Manschette (19) angeordnet ist. 3. Horizontalstranggiesskokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Heiz einrichtung (22) und der Temperaturmesseinrichtung (25) ein wärmeisolierender Körper (26) vorgesehen ist. 4. Horizontalstranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die Länge (23) des Einlaufvorderteiles (18) verteilt mehrere Einrichtungen (25) zum Orten der gebildeten Strang schale (24) im Abstand voneinander vorgesehen sind. 5. Horizontalstranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrich tung (22) aus einzeln zu- und abschaltbaren, über die Länge (23) des Einlaufvorderteiles (18) verteilt angeordneten Heizeinrichtungsteilen gebildet ist. 6. Horizontalstranggiesskokille nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels einer Oszilliereinrichtung antreibbar ist. 7. Horizontalstranggiesskokille nach Anspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der Einlaufvorderteil (18) an seiner peripheren Aussenseite eine Gleitfläche aufweist und von einem am Vorratsgefäss (4) starr befestigten Rohrstutzen (9) umgeben ist. 8. Horizontalstranggiesskokille nach Anspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzen (9) an sei ner an der Gleitfläche des Einlaufvorderteiles (18) anliegenden Gegengleitfläche mindestens eine umlau fende Nut (15) aufweist, in die mindestens eine inertes Gas zuführende Leitung (17) mündet. 9. Horizontalstranggiesskokille nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die umlaufende Nut (15) mit porösem, feuerfestem Material (16) ausgefüllt ist.

Inventors: HOLLEIS, GUNTER, DIPL.-ING., WIESINGER, HORST, DIPL.-ING., Holleis, Günter, Dipl.-Ing.
Applicants: VOEST-ALPINE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: B22D11
IPC codes: B22D11