Kokillenrohr und Verfahren zum Rekalibrieren eines Kokillenrohrs

Abstract

 Im Abstand zur oberen Stirnseite (3) der Rohrwand (4) des Kokillenrohrs (1) ist eine äußere Umfangsnut (9) vorgesehen. In diese fassen von gegenüberliegenden Seiten U-förmige Flansche (10) mit inneren Raststegen (11) ein. Die radiale Erstreckung der Raststege (11) ist kleiner als die Tiefe der Umfangsnut (9) bemessen. Benachbart zur oberen Stirnseite (7) ist ein umfangsseitiger Absatz (5) vorgesehen, an dem unter Abdichtung ein mit den Flanschen (10) verschraubbarer und sich am Flansch (28) des Wasserkastens (2) abstützender Versteifungsrahmen (6) paßgenau festlegbar ist. Bei einer Rekalibrierung des Kokillenrohrs (1), insbesondere durch Sprengumformen, reduziert sich die Wanddicke, so daß dann der Absatz (5) nachgearbeitet werden muß und lediglich ein neuer Versteifungsrahmen (6) aufgesetzt und mit den Flanschen (20) verspannt zu werden braucht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einerseits ein Kokillenrohr gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Andererseits richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Rekalibrieren eines im Einsatz gewesenen Kokillenrohrs.

[0003] Kokillenrohre zum Stranggießen werden bekanntlich in der Kühlung dienenden Wasserkästen dicht lagefixiert. Um den hohen Kühlwasserdrücken standzuhalten, werden die Kokillenrohre an ihren oberen Enden versteift, so daß sie ihre Formstabilität beibehalten. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere bei den einen Doppel-T-förmigen Querschnitt aufweisenden "beam-blank"- oder "dogbone"-Kokillen bekannt, in die einander gegenüberliegenden Außenkanäle an den oberen Enden Keile einzuschweißen, so daß solche Kokillenrohre in der Stirnansicht dann einen weitgehend rechteckigen Querschnitt besitzen.

[0004] Beim Rekalibrieren derartiger Kokillenrohre unter Anwendung der Sprengumformung (Accumold-Verfahren) erwiesen sich indessen die eingeschweißten Keile als hinderlich im Zuge der Umformung. Auch rissen die Schweißnähte zum Teil. Dies war dann mit einer nicht mehr einwandfreien Abdichtung verbunden. Des weiteren zeigte sich, daß die ursprüngliche Form am oberen Ende der Kokillenrohre nicht oder nur schwer zu rekalibrieren war.

[0005] Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einerseits ein Kokillenrohr zu schaffen, das einwandfrei dicht und formstabilisiert in einem Wasserkasten lagefixiert werden kann, und andererseits ein Verfahren zum Rekalibrieren eines im Einsatz gewesenenen Kokillenrohrs vorzustellen, bei welchem das Kokillenrohr mehrfach nachgearbeitet werden kann, ohne daß die Nachbearbeitungen zu Abdichtungsproblemen oder Schädigungen des Kokillenwerkstoffs führen.

[0006] Hinsichtlich des das Kokillenrohr betreffenden Teils dieser Aufgabe wird die Lösung in den im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gesehen.

[0007] Die Lösung des das Verfahren betreffenden Teils der Aufgabe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 4.

[0008] Danach wird jetzt im Abstand zur oberen Stirnseite der Rohrwand eines Kokillenrohrs eine äußere im Querschnitt insbesondere rechteckige Umfangsnut vorgesehen. Ferner wird benachbart zur oberen Stirnseite ein umlaufender Absatz am Kokillenrohr erzeugt. Dieser Absatz dient der paßgenauen und dichtenden Festlegung eines Versteifungsrahmens, der sich außerdem am Flansch des Wasserkastens abstützt. Auch gegenüber dem Wasserkasten ist der Versteifungsrahmen abgedichtet. Unterhalb des Versteifungsrahmens liegen zwei U-förmige Flansche mit inneren Raststegen, die von gegenüberliegenden Seiten her in die Umfangsnut an der Rohrwand fassen. Die radiale Erstreckung der Raststege ist kleiner als die Tiefe der Umfangsnut bemessen. Nachdem die U-förmigen Flansche über die Raststege in der Umfangsnut lageorientiert sind, wird der Versteifungsrahmen auf den Absatz geschoben und anschließend mit den beiden U-förmigen Flanschen durch Schrauben fest verbunden. Auf diese Art und Weise ist das obere Ende des Kokillenrohrs gegenüber Kühlwasserdrücken ausreichend formstabilisiert. Schweißarbeiten sind nicht mehr notwendig, so daß auch nicht mehr die Gefahr besteht, daß der Kokillenwerkstoff beschädigt wird.

[0009] Soll nun ein im Einsatz gewesenes Kokillenrohr rekalibriert werden, brauchen lediglich der Versteifungsrahmen und die U-förmigen Flansche entfernt zu werden, um anschließend den inneren Formhohlraum wieder herzustellen, damit er den Erfordernissen beim Stranggießen genügt. Ist der Formhohlraum wieder hergestellt, was in der Regel mit einer Abnahme der Wanddicke am oberen Ende des Kokillenrohrs verbunden ist, wird lediglich der Absatz entsprechend der Abnahme der Wanddicke nachgearbeitet und ein daran angepaßter neuer Versteifungsrahmen aufgesetzt, der dann mit den verbleibenden U-förmigen Flanschen verschraubt wird. Diese können deshalb verbleiben, weil die radiale Erstreckung der Raststege kleiner als die Tiefe der Umfangsnut bemessen ist.

[0010] Vorteilhaft ist es, daß dieses Kalibrieren mehrfach wiederholbar ist und lediglich entsprechende Versteifungsrahmen bereitgestellt werden müssen.

[0011] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist nach Anspruch 2 die dem Tiefsten des Absatzes zugewandte Innenkante des Versteifungsrahmens mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtrings versehen. Dieser Dichtring wird beim Verschrauben des Versteifungsrahmens mit den U-förmigen Flanschen in den Eckbereich des Absatzes gedrückt und auf diese Weise die Abdichtung sichergestellt.

[0012] Besonders vorteilhaft sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 bei einem Doppel-T-förmig konfigurierten Kokillenrohr gemäß Anspruch 3 anwendbar, wie es beispielsweise in Form einer "beam-blank"- oder einer "dogbone"-Kokille bekannt ist. Denkbar ist die Anwendung aber auch bei Knüppel- und Bloomformaten.

[0013] Das Wiederherstellen des inneren Formhohlraums eines Kokillenrohrs kann mit allen bekannten Verfahren durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Wiederherstellung des Formhohlraums durch Sprengumformung bei einem in das Kokillenrohr eingeführten Formdorn entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5.

[0014] Das nach der Wiederherstellung des inneren Formhohlraums erfolgende Nacharbeiten des Absatzes am oberen Ende des Kokillenrohrs wird nach Anspruch 6 vorteilhafterweise durch eine Fräsoperation durchgeführt.

[0015] Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

in der Perspektive das obere Ende eines "beam-blank"- Kokillenrohrs;

Figur 2

ebenfalls in der Perspektive das obere Ende des Kokillenrohrs der Figur 1 in Explosionsdarstellung und

Figur 3

in vergrößerter Darstellung im vertikalen Querschnitt das obere Ende des Kokillenrohrs der Figur 1 in eingebautem Zustand.

[0016] Mit 1 ist ist in den Figuren 1 bis 3 ein aus Kupfer bestehendes Kokillenrohr mit einem Doppel-T-förmigen Querschnitt bezeichnet. Ein derartiges Kokillenrohr 1 wird auch "beam-blank"-Kokille genannt.

[0017] Um ein solches Kokillenrohr 1 dicht und formstabil in einem nicht näher dargestellten Wasserkasten 2 lagezufixieren (Figur 3), ist benachbart zur oberen Stirnseite 3 der Rohrwand 4 ein im Querschnitt rechteckiger umfangsseitiger Absatz 5 vorgesehen. Dieser Absatz 5 dient der Aufnahme eines Versteifungsrahmens 6, dessen Oberseite 7 in einer Ebene mit der Stirnseite 3 der Rohrwand 4 verläuft. Der Versteifungsrahmen 6 hat eine im wesentlichen rechteckige Außenkontur mit gerundeten Eckbereichen 8. In der Figur 2 ist der Versteifungsrahmen 6 um 180° geklappt dargestellt.

[0018] In einem Abstand unterhalb des Absatzes 5, der etwa der vertikalen Erstreckung des Absatzes 5 entspricht, ist in der Rohrwand 4 eine äußere Umfangsnut 9 rechteckigen Querschnitts vorgesehen. Die Umfangsnut 9 dient der Aufnahme von an zwei U-förmigen Flanschen 10 ausgebildeten inneren Raststegen 11. Die radiale Erstreckung der Raststege 11 ist kleiner als die Tiefe der Umfangsnut 9 bemessen. Auch die Eckbereiche 12 der Flansche 10 sind gerundet.

[0019] Nach dem Einschieben der Raststege 11 in die Umfangsnut 9 wird der Versteifungsrahmen 6 mit einem in eine Ausnehmung 13 im Bereich der Innenkante 14 eingebetteten Dichtring 15 auf den Absatz 5 gesetzt und anschließend über mehrere sich entlang der Kontur des Kokillenrohrs 1 erstreckende Schraubbolzen 16 mit den Flanschen 10 verspannt.

[0020] Der Versteifungsrahmen 6 wird von Halteblechen 17 unterfangen, die mit dem Wasserkasten 2 verschraubt sind. Eine Dichtung 21 zwischen dem Versteifungsrahmen 6 und dem Wasserkasten 2 dient der Abdichtung gegenüber dem darüber liegenden Flansch 18 des Wasserkastens 2. Mit 19 ist in der Figur 3 der Wasserleitmantel bezeichnet.

[0021] Zur Rekalibrierung eines Kokillenrohrs 1 wird dieses ausgebaut und es werden anschließend der Versteifungsrahmen 6 sowie die Flansche 10 entfernt. Danach wird das Kokillenrohr 1 unter Einführung eines nicht näher dargestellten Formdorns in den Formhohlraum 20 durch Sprengumformen kalibriert. Bei diesem Sprengumformen reduziert sich die Dicke der Rohrwand 4 im oberen Bereich. Aufgrund dieser Reduzierung wird anschließend der Absatz 5 entsprechend nachbearbeitet, insbesondere nachgefräst. Die Umfangsnut 9 braucht nicht nachgearbeitet zu werden, da ihre Tiefe größer ist als die Radialerstreckung der Raststege 11. Nach der Bearbeitung des Absatzes 5 wird ein daran angepaßter neuer Versteifungsrahmen 6 aufgesetzt und mit den Flanschen 10 verspannt.

[0022] Bei einer Wanddickenabnahme von etwa 0,7 mm je Kalibrierung kann ein Kokillenrohr 1 etwa dreimal nachkalibriert werden.

Bezugszeichenaufstellung

[0023] 

1

- Kokillenrohr

2

- Wasserkasten

3

- Stirnseite v. 4

4

- Rohrwand v. 1

5

- Absatz an 4

6

- Versteifungsrahmen

7

- Oberseite v. 6

8

- Eckbereiche v. 6

9

- Umfangsnut in 4

10

- U-förmige Flansche

11

- Raststege an 10

12

- Eckbereiche v. 10

13

- Ausnehmung an 6

14

- Innenkante v. 6

15

- Dichtring in 13

16

- Schraubbolzen

17

- Haltebleche

18

- Flansch v. 2

19

- Wasserleitmantel

20

- Formhohlraum

21

- Dichtung

Ansprüche

1. Kokillenrohr, das über sein oberes Ende in einem Wasserkasten (2) dicht lagefixierbar und in diesem Bereich gegen Kühlwasserdrücke stabilisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand zur oberen Stirnseite (3) der Rohrwand (4) eine äußere Umfangsnut (9) vorgesehen ist, in die von gegenüberliegenden Seiten her U-förmige Flansche (10) mit inneren Raststegen (11) fassen, deren radiale Erstreckung kleiner als die Tiefe der Umfangsnut (9) bemessen ist, und daß benachbart zur oberen Stirnseite (3) ein umfangsseitiger Absatz (5) vorgesehen ist, 'an dem unter Abdichtung gegenüber der Rohrwand (4) sowie gegenüber dem Flansch (18) des Wasserkastens (2) ein mit den U-förmigen Flanschen (10) verschraubbarer und sich am Flansch (18) des Wasserkastens (2) abstützender Versteifungsrahmen (6) paßgenau festlegbar ist.

2. Kokillenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Tiefsten des Absatzes (5) zugewandte Innenkante (14) des Versteifungsrahmens (6) mit einer Ausnehmung (13) zur Aufnahme eines Dichtrings (15) versehen ist.

3. Kokillenrohr nach Anspruch 1 oder 2, in der Anwendung auf ein Doppel-T-förmig konfiguriertes Kokillenrohr.

4. Verfahren zum Rekalibrieren eines im Einsatz gewesenen Kokillenrohrs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem nach der Wiederherstellung des inneren Formhohlraums (20) der der oberen Stirnseite (3) benachbarte Absatz (5) entsprechend der Abnahme der Wanddicke bei der Wiederherstellung nachgearbeitet und ein an diese Konfiguration angepaßter neuer Versteifungsrahmen (6) mit den U-förmigen Flanschen (10) verschraubt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die Wiederherstellung des Formhohlraums (20) durch Sprengumformung bei einem in das Kokillenrohr (1) eingeführten Formdorn erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem das Nacharbeiten des Absatzes (5) durch Fräsen bewirkt wird.

Zeichnung