[0001] Die Erfindung betrifft eine Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille zum
Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-,
Vorblock-, Träger-Vorprofil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat, wobei ein durchgehendes,
von der Kokillen-Eintrittsöffnung bis zur Kokillen-Austrittsöffnung der Schrumpfung
überlagertes Führungsprofil gegossen wird, das außerhalb der Kokille auf ein durcherstarrtes
Endprofil verformt wird.
[0002] Aus der DE 43 18 105 A1 ist eine Kokille zum Stranggießen von Metall, insbesondere
von Stahl in Knüppel- und Vorblockquerschnitte bekannt, mit regelmäßig verteilten
Querschnittsvergrößerungen in der Form von Ausbauchungen. Das Maß der Ausbauchungen
verkleinert sich zumindest entlang einer Teillänge in Stranglaufrichtung derart, dass
sich die Strangquerschnittsform beim Durchlauf durch die Teillänge verformt. Diese
Maßnahme zielt jedoch nur darauf, Wassermäntel als Rohrkörper mit im wesentlichen
parallelen Wänden verwenden zu können.
[0003] Aus der DE 44 03 050 C1 ist eine Stranggießkokille zum Führen von Strängen, allerdings
bezogen auf Brammen- und Dünnbrammen-Formate bekannt, mit Breitseitenplatten und Schmalseitenplatten,
wobei die Breitseitenplatten konkav ausgeführt sind und sich die Konkavität bis zur
Kokillen-Austrittsöffnung einschließlich erstreckt und die Bombierung des Stranges
in der Strangführung auf Rechteckformat zurückgenommen wird. Dabei erstreckt sich
die Bombierung auf voller Länge zwischen den Schmalseitenplatten. Eine solche Bauweise
ist jedoch auf Brammen- und Dünnbrammen-Formate beschränkt und die Rücknahme der Bombierung
schon in der Strangführung ist erheblich von der Strangschalenbildung und den Kräften
abhängig, die in der Strangführung aufgebracht werden können.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für sog. Langprodukte schon innnerhalb
der Stranggießkokille eine Führung zu schaffen in Kombination mit steigenden Qualitätsanforderungen,
die die Kernzonen des Gießstrangs betreffen.
[0005] Die gestellte Aufgabe wird mittels der eingangs bezeichneten Stranggießvorrichtung
mit Stranggießkokille erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Stranggießkokille
zwei sich im Querschnitt gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet sind und etwa
parallel zueinander verlaufen und zumindest zwei andere, im Querschnitt gegenüberliegende
Seiten konkav bis zu den jeweiligen Seitenkanten verlaufen, wobei nur ein geringer
symmetrischer Abfall von der Seitenmitte bis zur jeweiligen Seitenkante vorgegeben
ist, dass eine konkave Fläche an der Kokillen-Austrittsöffnung auf den Stützgerüstrollen
liegt und dass die nicht flachen Seiten mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen
im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich flach zurückverformbar sind. Der Vorteil
ist zunächst eine stabile Führung des Langprodukts durch parallele Flächen, ein gleichmäßiger
Rollenkontakt und eine erforderliche Symmetrielage des Gießstranges in der Stranggießkokille
und im Stützrollengerüst. Sodann wird durch Soft- oder Hardreduction eine mechanische
inline-Deformation durchgeführt, wodurch die Innenqualität verbessert werden kann.
Die Qualitätsverbesserung kann durch den technologischen Prozess des Zusammenpressens
der Strangschalen im Bereich der Enderstarrung (Soft-Reduction) und damit über eine
durch den Dichte-Unterschied der festen und der flüssigen Phase bedingte Volumenabnahme
und Rückführung in die flache Form erzielt werden. Eine andere Verbesserung der Qualität
besteht durch das Zusammenpressen des Gießstranges nach der vollständigen Durcherstarrung
(Hard-Reduction), bei der durch den Erstarrungsprozess bedingte Dichteungänzen über
dem Strangquerschnitt kompensiert werden.
[0006] In Ausgestaltung ist hierzu noch vorgesehen, dass die konkaven, gegenüberliegenden
Flächen durch einen Kreisbogen mit großem Radius gebildet sind.
[0007] Eine alternative Lösung auf der Grundlage der gleichen, eingangs zitierten Stranggießvorrichtung,
besteht erfindungsgemäß darin, dass in der Stranggießkokille zwei sich im Querschnitt
gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen,
dass zumindest zwei andere im Querschnitt gegenüberliegende Seiten von der Symmetrieachse
der Seitenmitte jeweils bis in die äußeren Bereiche flach verlaufen und bis zur Seitenkante
jeweils einen sanft abgesetzten Übergang im Sinn einer mittleren Erhöhung bilden,
wobei der Übergang einer Übergangsfunktion folgt und dass die mittlere Überhöhung
mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen im Softreduction- oder im
Hardreduction-Bereich flach geformt wird. Die Vorteile sind die bereits zur ersten
Lösung aufgeführten Gesichtspunkte.
[0008] Eine Ausgestaltung sieht hierzu vor, dass der sanft abgesetzte Übergang jeweils aus
Kurven gebildet ist und dass auch die Seitenkanten mit einem weichen Übergang versehen
sind. Der Vorteil ist eine spätere leichtere Verformbarkeit in Kombination mit einer
günstigen Herstellung der Kokillenplatten bzw. verwendeter Kokillenrohre.
[0009] Eine weitere alternative Lösung auf der Grundlage der eingangs bezeichneten Stranggießvorrichtung
besteht erfindungsgemäß darin, dass in der Stranggießkokille zwei sich im Querschnitt
gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen
und zumindest zwei andere im Querschnitt gegenüberliegende flache Seiten in den Eckbereichen
(vorzugsweise quadratische oder rechtekkige oder ovale) Ausnehmungen aufweisen, die
auch in die flachen Seiten reichen und gegenüberliegend Erhöhungen bilden und dass
die Erhöhungen mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen im Softreduction-
oder im Hardreduction-Bereich flach verformbar sind. Die Vorteile sind ebenfalls die
zur ersten Alternative geschilderten Gesichtspunkte.
[0010] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend
näher erläutert werden.
[0011] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer typischen Stranggießanlage für Langprodukte,
- Fig. 2
- eine erste Ausführungsform eines optimierten Kokillenquerschnitts ,
- Fig. 3
- eine zweite Ausführungsform des optimierten Kokillenquerschnitts,
- Fig. 4A
- eine dritte Ausführungsform des optimierten Kokillenquerschnitts an der Kokillen-Eintrittsöffnung
und
- Fig. 4B
- den zu Fig. 4A gehörenden Kokillenquerschnitt an der Kokillen-Austrittsöffnung.
[0012] In Fig. 1 weist die Stranggießvorrichtung eine Stranggießkokille 1 mit einer Kokillenlänge
1a auf und befindet sich zur unteren Ebene in einer Höhe 2, in der die Füllhöhe 3
über der neutralen Kokillenachse liegt. Die Badspiegelfüllhöhe 4 liegt auf dem Niveau
der Höhe 2. Von der Festseite 5a ist die horizontale Länge 6 im Richtpunkt bemessen
und die Anlagen-Gesamtlänge 7 reicht bis zum Ende eines Treib- und Richtbereiches
8.
[0013] Das auf die Stranggießkokille 1 folgende Stützrollengerüst 9 ist im Ausführungsbeispiel
aus einem ersten Segment 10, einem anschließenden zweiten Segment 11, einem dritten
Segment 12 und einem vierten Segment 13 zusammengesetzt.
[0014] Gemäß Fig. 2 ist ein Knüppel-Strangformat 14 mit einer größten Strangdicke 15 dargestellt
und weist über einen großen Radius 16 eine Differenzdicke 17 auf, wobei von der Kokillen-Eintrittsöffnung
18 bis zur Kokillen-Austrittsöffnung 19 unter Berücksichtigung der Schrumpfung ein
Führungsprofil 20 entsteht. Nach dem Verformen in dem Treib- und Richtbereich 8 liegt
dann ein durcherstarrtes Endprofil 21 vor ( Fig. 1). Das Führungsprofil 20 erlaubt
eine Kokillenform für steigende Qualitätsanforderungen. Dazu sind (Fig. 2) die im
Querschnitt 21 gegenüberliegenden Seiten 21a und 21b flach ausgeführt und verlaufen
weitgehend parallel zueinander. Die beiden anderen Seiten 22a und 22b, die sich gegenüberliegen,
verlaufen bis zu den Seitenkanten 23 und 24, wobei nur ein geringer symmetrischer
Abfall 25 von der Seitenmitte 26, wie bsp2w. 3-4 mm, bis zur jeweiligen Seitenkante
23, 24 vorgegeben ist. Diese somit in dem Gießraum der Stranggießkokille 1 konkaven
Flächen 27 (des Gießstrangs) kühlen hinter der Kokillen-Austrittsöffnung 19 mehr und
mehr ab und liegen außerhalb der Stranggießkokille 1 auf den entsprechend geformten
Stützgerüst-Rollen 28 mit den nichtflachen Seiten auf. Der Gießstrang kann mit oder
ohne flüssigen Sumpf mittels (angetriebener) Verformungsrollen 29 im Treib- und Richtbereich
8, der einen Softreduction- oder Hardreduction-Bereich 8a bildet, flach zurückverformt
werden.
[0015] In Fig. 3 sind in der Stranggießkokille 1 zwei sich im Querschnitt 21 gegenüberliegende
Seiten 21a, 21b flach ausgebildet und verlaufen parallel zueinander. Zumindest zwei
andere ( bei einem Vieleck-Strangformat) im Querschnittv21 gegenüberliegende Seiten
22a, 22b verlaufen von der Symmetrieachse der Seitenmitte 26 jeweils in den äußeren
Bereiche 30, 31 noch flach bis zu den Seitenkanten 23, 24, wo ein sanft abgesetzter
Übergang 32 stattfindet und wodurch wider eine mittlere Erhöhung 33 erzielt wird.
Der Übergang 32 folgt einer mathematischen Übergangsfunktion.
[0016] Der sanft abgesetzte Übergang 32 ist aus Kurven 34 gebildet, wobei auch die Seitenkanten
23, 24 mit einem weichen Übergang 32 versehen sind.
[0017] In den Fig. 4A und 4B sind an der Festseite 5a und an der Losseite 5b des Stützrollengerüstes
9 Erhöhungen 33 bzw. Überhöhungen vorgesehen, die später gegeneinander durch Rückverformen
im Softreduction- oder Hardreduction-Bereich 8a wieder rückverformt werden. Die sich
im Querschnitt 21 gegenüberliegenden Seiten 21a, 21b sind flach ausgebildet und verlaufen
weitgehend parallel zueinander und zwei senkrecht dazu verlaufende, gegenüberliegende
Seiten 22a, 22b ( Fig. 4B) weisen in den Eckbereichen 35 Ausnehmungen 36 auf, die
auch bis in die flachen seiten 21a, 21b reichen. Dadurch entstehen quadratische oder
rechteckige Ausnehmungen 36, die auch gerundet vereinfacht werden können und ebenfalls
die Erhöhungen oder Überhöhungen 33 ergeben.
Bezugszeichenliste
[0018]
- 1
- Stranggießkokille
- 1a
- Kokillenlänge
- 2
- Höhe der Anlage
- 3
- Füllhöhe über der neutralen Kokillenachse
- 4
- Badspiegelfüllhöhe
- 5a
- Festseite
- 5b
- Losseite
- 6
- horizontale Länge im Richtpunkt
- 7
- Anlagen-Gesamtlänge
- 8
- Treib- und Richtbereich
- 8a
- Softreduction- oder Hardreduction-Bereich
- 9
- Stützrollengerüst
- 10
- erstes Segment
- 11
- zweites Segment
- 12
- drittes Segment
- 13
- viertes Segment
- 14
- (Knüppel-) Strangformat
- 15
- größte Strangdicke
- 16
- großer Radius
- 17
- Differenzdicke
- 18
- Kokillen-Eintrittsöffnung
- 19
- Kokillen-Austrittsöffnung
- 20
- Führungsprofil
- 21
- Querschnitt
- 21a
- gegenüberliegende Seite
- 21b
- gegenüberliegende Seite
- 21c
- Endprofil
- 22a
- andere (flache) Seite
- 22b
- andere (flache) Seite
- 23
- Seitenkante
- 24
- Seitenkante
- 25
- Abfall
- 26
- Seitenmitte
- 27
- konkave Fläche
- 28
- Stützrollengerüst-Rolle
- 29
- (angetriebene) Verformungsrolle
- 30
- äußerer Bereich
- 31
- äußerer Bereich
- 32
- Übergang
- 33
- Erhöhung (oder Überhöhung)
- 34
- Kurve
- 35
- Eckbereich
- 36
- Ausnehmung
1. Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (1) zum Gießen von flüssigen Metallen,
insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block- , Vorblock-, Träger-Vorprofil-,
Rund- oder Vieleck-Strangformat (14) , wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung
(18) bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil
(20) gegossen wird, das außerhalb der Kokille (1) auf ein durcherstarrtes Endprofil
(21c) verformt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Stranggießkokille (1) zwei sich im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten
(21a; 21b) flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen und zumindest
zwei andere im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (22a; 22b) konkav bis zu
den jeweiligen Seitenkanten (23; 24) verlaufen, wobei nur ein geringer symmetrischer
Abfall (25) von der Seitenmitte (26) bis zur jeweiligen Seitenkante (23: 24) vorgegeben
ist, dass eine konkave Fläche (27) an der Kokillen-Austrittsöffnung (19) auf den Stützgerüstrollen
(28) liegt und dass die nicht flachen Seiten mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels
Verformungsrollen (29) im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a) flach
zurückverformbar sind.
2. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die konkaven, gegenüberliegenden Flächen (27) durch einen Kreisbogen mit großem Radius
(16) gebildet sind.
3. Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (1) zum Gießen von flüssigen Metallen,
insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-,Träger-Vorprofil-,
Rund- oder Vieleck-Strangformat (14), wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung
(18) bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil
(20) gegossen wird, das außerhalb der Kokille (1) auf ein durcherstarrtes Endprofil
(21c) verformt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Stranggießkokille (1) zwei sich im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten
(21a; 21b) flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen, dass zumindest
zwei andere im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (22a, 22b) von der Symmetrieachse
der Seitenmitte (26) jeweils bis in die äußeren Bereiche (30, 31) flach verlaufen
und bis zur Seitenkante (23, 24 ) jeweils einen sanft abgesetzten Übergang (32) im
Sinn einer mittleren Erhöhung (33) bilden, wobei der Übergang (32) einer Übergangsfunktion
folgt und dass die mittlere Überhöhung (33) mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels
Verformungsrollen (29) im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a) flach
geformt wird.
4. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der sanft abgesetzte Übergang (32) jeweils aus Kurven (34) gebildet ist und dass
auch die Seitenkanten (23; 24) mit einem weichen Übergang (32) versehen sind.
5. Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (1) zum Gießen von flüssigen Metallen,
insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-, Träger-Profil-,
Rund- oder Vieleck-Strangformat (14), wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung
(18) bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil
(20) gegossen wird, das außerhalb der Kokille (1) auf ein durcherstarrtes Endprofil
(21c) verformt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Stranggießkokille (1) zwei sich im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten
(21a; 21b) flach ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen und zumindest
zwei andere im Querschnitt (21) gegenüberliegende Seiten (22a; 22b) in den Eckbereichen
(35) etwa quadratische oder rechteckige Ausnehmungen (36) aufweisen, die auch in die
flachen Seiten (21a; 21b) reichen und gegenüberliegend Erhöhungen (33) bilden und
dass die Erhöhungen (33) mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen (29)
im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a) flach verformbar sind.