[0001] Die Erfindung betrifft eine Kokilleneinheit zum Stranggießen von Metallprodukten,
insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken. Des Weiteren betrifft die Erfindung
eine Stranggießanlage.
[0002] Beim - üblichen - Stranggießen (in Stranggießanlagen) wird flüssiger Stahl von einer
Gießpfanne in einen Verteiler und dann senkrecht über ein Gießrohr in eine wassergekühlte
(Kupfer-)Kokille gegossen.
[0003] Kokillen können verschiedene Formen aufweisen, wodurch beispielsweise Brammen-, Vorblock-,
Knüppel- und Profilstränge erzeugt werden können.
[0004] Beim Durchlauf durch die Kokille bildet sich an (Kupfer-)Wänden der Kokille eine
bereits feste Strangschale aus, während ein Kern des Stranges noch flüssig ist. Anschließend
an die Kokille wird der weiter erstarrende Strang durch Führungs- und Triebwalzen
abgezogen und in eine waagrechte Lage gebracht. Dabei wird der Strang mit Wasserdüsen
weiter abgekühlt. Nach völliger Durcherstarrung wird der Strang am Ende der Gießanlage
in Stücke von gewünschter Länge geschnitten.
[0005] Bei Kokillen zum Stranggießen von Metallprodukten, wie zum Beispiel Vorblöcken, wird
zwischen sogenannten Plattenkokillen und sogenannten Rohrkokillen unterschieden.
[0006] Plattenkokillen umfassen mehrere separate, einander kontaktierende Kokillenplatten,
die gemeinsam eine Gussform mit einer polygonalen, insbesondere rechteckigen Querschnittsform
bilden.
[0007] Rohrkokillen hingegen umfassen ein Kokillenrohr, welches eine Gussform mit einer
runden, insbesondere kreisförmigen Querschnittsform oder einer polygonalen, insbesondere
rechteckigen, Querschnittsform bildet.
[0008] Ein Vorteil einer Plattenkokille ist, dass ihre Kokillenplatten derart gelagert werden
können, dass ein Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Kokillenplatten verstellt
werden kann, sodass mit der Plattenkokille Metallprodukte unterschiedlicher Formate
gegossen werden können.
[0009] Ein weiterer Vorteil einer Plattenkokille ist, dass die am Anfang einer Kokillenreise
noch dicken Kokillenplatten immer wieder nachbearbeitet werden können, um die Abnutzung
durch den Strang an der Innenseite der Kokillenplatten zu kompensieren, sowie dass
beschädigte oder verschlissene Kokillenplatten gezielt nachbearbeitet oder ausgetauscht
werden können. Zur Nachbearbeitung muss aber die Plattenkokille immer wieder zerlegt
und nach der Bearbeitung wieder exakt verschraubt werden.
[0010] Die zu Beginn einer Kokillenreise noch dicken Kokillenplatten haben naturgemäß eine
schlechtere Wärmeabfuhr als die dünneren Kokillenplatten gegen Kokillenreiseende.
Damit sind keine konstanten Betriebsbedingungen gegeben, was nachteilig zu werten
ist.
[0011] Auch nachteilig ist bei einer Plattenkokille, dass eine Montage der Plattenkokille
und ein Abstimmen der Kokillenplatten auf die exakte Position aufwändig sind. Die
Stoßstelle - zweier - Kokillenplatten ist generell auch sehr empfindlich und anfällig
für Beschädigungen und unterschiedlicher Wärmeausdehnung.
[0012] Weiter nachteilig bei einer Plattenkokille ist auch, dass an deren Eckbereichen Spalten
zwischen benachbarten Kokillenplatten vorhanden sein können, in welche Fremdkörper,
wie zum Beispiel Reste von (verflüssigtem) Gießpulver, eindringen können und/oder
flüssiges Metall eindringen kann. Hierbei können scharfkantige Grate, sogenannte Finnen,
am Strang entstehen. Beim Ausfördern eines Strangs aus einer Plattenkokille unterliegen
Finnen einer höheren Haftreibung als die restliche Oberfläche des Stangs. Dadurch
entstehen mechanische Spannungen, die zum Reißen einer sich bildenden Strangschale
führen können.
[0013] An den Eckbereichen einer Rohrkokille (mit polygonaler Querschnittsform) tritt das
zuvor beschriebene Problem normalerweise nicht auf, da die Seitenwände des Kokillenrohrs
normalerweise einstückig miteinander ausgebildet sind.
[0014] Allerdings kann mit einer einstückig ausgebildeten Rohrkokille nur ein einziges Format
eines Metallprodukts gegossen werden. Zudem ist es bei einer einstückig ausgebildeten
Rohrkokille nicht möglich, gezielt einzelne Seitenwände auszutauschen, wenn diese
beschädigt oder verschlissen sind.
[0015] Bisher werden Rohrkokillen überwiegend zum Stranggießen kleinformatiger Metallprodukte,
d. h. Gießformate unter 240 mm, verwendet. Zum Stranggießen großformatiger Metallprodukte
verwendet man bisher üblicherweise Plattenkokillen. Jedoch kommen beim Stranggießen
großformatiger Metallprodukte neuerdings vermehrt Rohrkokillen zum Einsatz, da bei
einer Rohrkokille das Problem der Entstehung von Finnen üblicherweise nicht auftritt
und reduzierten Wartungsaufwand bedeutet.
[0016] Bei einer Rohrkokille, die zum Stranggießen großformatiger Metallprodukte verwendet
werden soll, ist darauf zu achten, dass die Wandstärke des Kokillenrohrs (üblicherweise
ca. 8 % bis 11 % des Gießformatmaßes) nicht zu groß gewählt wird, damit zum Zwecke
der - für hochqualitative Metallprodukte günstige - Wärmeabführung an ein Kühlmittel
ein hinreichend guter Wärmedurchgang durch das Kokillenrohr gewährleistet werden kann.
Außerdem kann eine größere Wandstärke höhere Temperaturspannungen in der Kokillenwand
verursachen, woraus Stabilitäts- und Lebensdauereinbußen resultieren.
[0017] Eine geringe Wandstärke des Kokillenrohrs hat jedoch den Nachteil, dass es aufgrund
der hohen (Kühlmittel-)Drücke, die auf das Kokillenrohr wirken, gegebenenfalls zu
Verformungen des Kokillenrohrs und folglich zu einer verkürzten Lebensdauer des Kokillenrohrs
kommen kann.
[0018] Im Stand der Technik wird der zuvor genannte Nachteil einer geringen Wandstärke des
Kokillenrohrs, dadurch kompensiert, dass außen am Kokillenrohr mehrere, das Kokillenrohr
umschließende Verstärkungsplatten befestigt bzw. verschraubt werden, welche der Kokille
eine hinreichend große Steifigkeit verleihen (Stützsystem).
[0019] Aus der
EP 1 468 760 A1 ist eine Kokilleneinheit zum Stranggießen von Metallprodukten bekannt, die ein Kokillenrohr
umfasst, welches mehrere Eckbereiche aufweist. Zudem umfasst die Kokilleneinheit mehrere
separate Verstärkungsplatten, die außen am Kokillenrohr verschraubt sind und gemeinsam
das Kokillenrohr vollständig umschließen, wobei zwischen jeder der Verstärkungsplatten
und dem Kokillenrohr jeweils ein Kühlmittelführungsspalt zum Führen eines Kühlmittels
ausgebildet ist (umschließender Stütz(-system)-/Kühlmittelleitmantel).
[0020] Nachteilig an solchen bekannten Rohrkokillen mit durch Verstärkungsplatten verstärktem
Kokillenrohr ist, dass sich Wärmedehnungen des Kokillenrohres und/oder ein Kühlwasserdruck
auch auf das Stützsystem auswirken und dort - insbesondere dann, wenn das Stützsystem
auch den Kühlmittelleitmantel ausbildet bzw. vice versa - zu Verspannungen und/oder
Deformationen führen können. Solches kann die Lebensdauer einer Rohrkokille nachteilig
beeinträchtigen.
[0021] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, Nachteile im Stand der Technik bei Rohrkokillen
zu verbessern.
[0022] Weiter auch ist Aufgabe der Erfindung, es zu ermöglichen, dass eine Kokilleneinheit,
die ein Kokillenrohr mit einer polygonalen Querschnittsform und einen das Kokillenrohr
umgebenden, einen Kühlmittelspalt mit dem Kokillenrohr ausbildenden Kühlmittelleitmantel
aufweist, bzw. eine mit einer solchen Kokilleneinheit ausgestattete Stranggießanlage
eine hohe Lebensdauer erreicht.
[0023] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kokilleneinheit nach Anspruch
1 sowie durch eine Stranggießanlage nach Anspruch 15.
[0024] Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen sowie
in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
[0025] Die erfindungsgemäße Kokilleneinheit zum Stranggießen von Metallprodukten, insbesondere
zum Stranggießen von Vorblöcken, umfasst eine Kokilleneinheit zum Stranggießen von
Metallprodukten, insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken, umfassend ein Kokillenrohr
mit einer polygonalen Querschnittsform und einen das Kokillenrohr umgebenden, einen
Kühlmittelspalt mit dem Kokillenrohr ausbildenden Kühlmittelleitmantel.
[0026] Ferner sind bei der erfindungsgemäßen Kokilleneinheit die mehreren separaten Verstärkungsplatten
außerhalb des Kühlmittelleitmantels angeordnet und am Kokillenrohr kontaktlos zueinander
befestigt.
[0027] Mit anderen Worten, bei der erfindungsgemäßen Kokilleneinheit berühren sich die einzelnen,
separaten Verstärkungsplatten (, welche außerhalb des Kühlmittelleitmantels angeordnet
und am Kokillenrohr befestigt sind (- und so das Kokillenrohr "verstärken" bzw. "in
Form halten")), (untereinander) nicht, d. h. sie sind untereinander nicht verbunden
- und so gegeneinander frei.
[0028] Vorliegend kann eine "Platte" als flaches, auf zwei gegenüberliegenden Seiten, d.
h. einer Plattenober- und einer Plattenunterseite, von je einer im Verhältnis zu einer
Plattendicke ausgedehnten Fläche begrenztes Stück eines, insbesondere harten, Materials
verstanden werden.
[0029] Vorliegend kann "berührungslos" bzw. "kontaktlos" (der separaten Verstärkungsplatten
zueinander) insbesondere so verstanden werden, dass die separaten Verstärkungsplatten
weder stoff-, form- und kraftschlüssig unmittelbar miteinander verbunden sind.
[0030] Vorliegend ist der Begriff "polygonal" auch nicht notwendigerweise im streng mathematischen
bzw. geometrischen Sinne zu verstehen. Im Sinne der Erfindung kann unter einer "polygonalen"
(Querschnitts-)Form, wie zum Beispiel einer rechteckigen (Querschnitts-)Form, insbesondere
eine (Querschnitts-)Form mit abgerundeten Ecken aufgefasst werden.
[0031] Bei dem Kokillenrohr der Kokilleneinheit handelt es sich vorliegend so um eine Gussform,
welche mehrere Seitenwände, d. h. die Rohrkokillenseitenwände, kurz Rohrkokillenwände,
bzw. Rohrkokillenseitenflächen, aufweist, die einstückig miteinander ausgebildet sind.
[0032] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es im Betrieb der Kokilleneinheit zu
einer thermischen Ausdehnung bzw. Wärmebewegung des Kokillenrohrs - sowie - damit
verbunden - der - an diesem befestigten - Verstärkungsplatten kommt.
[0033] Wenn die Verstärkungsplatten, die das Kokillenrohr verstärken bzw. in Form halten
sollen, miteinander in Kontakt stehen bzw. sich berühren, beispielsweise, wenn sie
miteinander verschraubt sind, werden die Verstärkungsplatten an der thermischen Ausdehnung
gehindert. Dadurch kann es, insbesondere an Eckbereichen des Kokillenrohrs, zu mechanischen
Spannungen kommen, die zu Beschädigungen an den Verstärkungsplatten und/oder am Kokillenrohr
und folglich zu einer verkürzten Lebensdauer der Kokilleneinheit führen können.
[0034] Da bei der Erfindung die - separaten - Verstärkungsplatten, die das Kokillenrohr
verstärken bzw. in Form halten, eben nicht miteinander in Kontakt stehen bzw. sich
untereinander nicht berühren, d. h. kontaktlos bzw. berührungslos zueinander sind,
können die separaten Verstärkungsplatten thermische Ausdehnungen bzw. Wärmebewegungen
relativ zueinander ausführen. Kurz, sie sind untereinander frei.
[0035] Dadurch kann, insbesondere an den Eckbereichen des Kokillenrohrs, das Auftreten großer
mechanischer Spannungen vermieden werden. Auf diese Weise können eine größere Lebensdauer
der Kokilleneinheit und folglich auch eine größere Lebensdauer einer mit einer solchen
Kokilleneinheit ausgestatteten Stranggießanlage erreicht werden.
[0036] Anders ausgedrückt, bei der erfindungsgemäßen Kokilleneinheit werden die separaten
Verstärkungsplatten jeweils - in eine schwimmende Lage - "hinausgelegt", d. h., außerhalb
des Kühlmittelleitmantels, abgesetzt von der Rohrkokille/Kokillenrohr bzw. deren Rohrkokillenwand/Kokillenrohrwand
bzw. -wände und kontakt-/berührungslos unter-/zueinander angeordnet bzw. an der Rohrkokille/Kokillenrohr
bzw. an einer Rohrkokillenwand/Kokillenrohrwand bzw. an den Rohrkokillen-/Kokillenrohrwänden/-seitenflächen
befestigt.
[0037] Die jeweilige Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand/-seitenfläche hat so - mit der an ihr
derart befestigten separaten Verstärkungsplatte - "ihre individuelle Stützwand" und
wird von dieser in der Form gehalten bzw gestützt.
[0038] Damit ist das durch die separate Verstärkungsplatte gebildete Stützsystem (der jeweiligen
Rohrkokillenwand bzw. Kokillenrohrwand) frei von störenden, äußeren Kräften und von
Wärmedehnungen/Wärmebewegungen der Rohrkokille, insbesondere der meist - an die jeweilige
Rohrkokillenwand/Kokillenrohrwand - rechtwinkelig anschließenden Nachbarwände der
Rohrkokille.
[0039] Die thermische Dehnung benachbarter Rohrkokillenwände bleibt somit ohne Einfluss
auf die Formstabilität der jeweiligen Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand bzw. Rohrkokille
im Gesamten.
[0040] Somit können die Rohrkokillen bei der Rohrkokilleneinheit auch für beliebig große
Formate, insbesondere so auch große Gießformate, gebaut werden, ohne die Rohrkokillen-/Kokillenrohrwandstärke
ständig zu vergrößern (, was die Kühlung verschlechtern würde). Wandstärken können
so konstant - "dünnwandig" - bei ca. 20 bis 25 mm gehalten werden.
[0041] In bevorzugter Weise ist das Kokillenrohr ein Kupferrohr. Das heißt, das Kokillenrohr
ist vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt. Dadurch kann eine
hohe Wärmeleitfähigkeit des Kokillenrohrs sichergestellt werden. Die zuvor erwähnten
Verstärkungsplatten können beispielsweise aus rostfreiem Stahl, beispielsweise aus
der Stahlsorte WNr. 1.4301, gefertigt sein.
[0042] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat das Kokillenrohr einen Formhohlraum,
der im Querschnitt des Kokillenrohrs eine rechteckige Form, insbesondere eine rechteckige
Form mit abgerundeten oder vorgefasten Ecken, aufweist.
[0043] Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn besagte rechteckige Form des Formhohlraums eine
Länge von mindestens 280 mm, insbesondere mindestens 320 mm, und/oder eine Breite
von mindestens 240 mm, insbesondere mindestens 280 mm, aufweist. Das heißt, hier werden
insbesondere große Gießformate erzeugt.
[0044] Ferner kann der Formhohlraum des Kokillenrohrs gebogen ausgebildet sein. Das heißt,
die Kokilleneinheit kann eine sogenannte Bogenkokille sein. Alternativ kann der Formhohlraum
gerade ausgebildet sein.
[0045] Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Kokillenrohr eine Wandstärke von höchstens 35
mm, vorzugsweise höchstens 30 mm, insbesondere ca. 20 mm bis 25 mm, aufweist. Dies
ermöglicht zum einen eine kostengünstigere Herstellung des Kokillenrohrs, da zur Herstellung
des Kokillenrohrs vergleichsweise wenig Material benötigt wird. Zum anderen lässt
sich dadurch ein guter Wärmedurchgang durch das Kokillenrohr erreichen, sodass mithilfe
des Kühlmittels eine starke Kühlwirkung an der zu kühlenden Metallschmelze erreicht
werden kann.
[0046] Die Wandstärke des Kokillenrohrs kann über das gesamte Kokillenrohr hinweg konstant
sein. Alternativ kann das Kokillenrohr unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Im
letztgenannten Fall kann die Formulierung, dass das Kokillenrohr eine Wandstärke von
höchstens 35 mm bzw. höchstens 30/25/20 mm, aufweist, so verstanden werden, dass das
Kokillenrohr an seiner/seinen dicksten Stelle/-n die Wandstärke von höchstens 35 mm
bzw. höchstens 30/25/20 mm aufweist.
[0047] Zweckmäßig kann es auch sein, wenn eine Kokillenrohrwand/- seitenfläche ihre eigene
"individuelle" separate Verstärkungsplatte besitzt, welche - dort befestigt - diese
in Form hält. Das heißt, hier ist vorgesehen, dass das Kokillenrohr mehrere Kokillenrohrseitenflächen
aufweist und jede separate Verstärkungsplatte an einer anderen Kokillenrohrseitenfläche
befestigt ist. Gegebenenfalls kann so eine jeweilige separate Verstärkungsplatte an
"ihre" jeweilige Kokillenrohrwand/- seitenfläche angepasst sein.
[0048] Insbesondere kann hier weiter vorgesehen sein, dass jede Kokillenrohrwand/-seitenfläche
der Rohrkokille ihre eigene "individuelle" separate Verstärkungsplatte besitzt. Anders
ausgedrückt, die Anzahl von separaten Verstärkungsplatten entspricht der Anzahl der
Kokillenrohrwände/-seitenflächen, wobei an jeder Kokillenrohrseitenfläche/-wand eine
von den separaten Verstärkungsplatten befestigt ist.
[0049] Das Kokillenrohr kann beispielsweise eine rechteckige Querschnittsform aufweisen.
In diesem Fall sind zweckmäßigerweise vier separate Verstärkungsplatten am Kokillenrohr
befestigt, deren jede an einer anderen der vier Rohrkokillenwände. Das heißt, bei
den zuvor erwähnten mehreren separaten Verstärkungsplatten kann es sich insbesondere
um vier "individuelle" separate Verstärkungsplatten, für jede Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand
eine, handeln.
[0050] Zweckmäßig ist es auch, wenn eine separate Verstärkungsplatte, insbesondere alle
separaten Verstärkungsplatten, vorgespannt am Kokillenrohr befestigt ist bzw. sind
("Zug-Druck" Halte-/Befestigungssystem).
[0051] Die Befestigung einer bzw. der separaten Verstärkungsplatten am Kokillenrohr kann
auch punktuell erfolgen, beispielsweise mittels Hülsen und/oder Halteschrauben, welche
punktuellen Befestigungen dann den Kühlmittelleitmantel, beispielsweise für das Kühlmittel
"Wasser" auch als "Wasserleitmantel" bezeichnet, (und den Kühlmittelspalt bzw. Wasserspalt)
stelzenartig durchsetzen, wird dadurch der Kühlmittel-/Wasserspalt nicht "großflächig"
eingeschränkt.
[0052] Zweckmäßig ist es hier dann auch, wenn die Durchdringungen abgedichtet sind, beispielsweise
mittels O-Ringe oder dergleichen.
[0053] Für die Befestigung der separaten Verstärkungsplatten am Kokillenrohr an sich kann
insbesondere eine Mehrzahl von Befestigungssystemen vorgesehen sein.
[0054] Die Anzahl von Befestigungssystemen kann dabei zweckmäßigerweise in Abhängigkeit
der Form und/oder Abmessung und/oder Wandstärke des Kokillenrohres gewählt sein, beispielsweise
von 10 bis 50 Befestigungssystemen, insbesondere 10 bis 20 Befestigungssysteme für
Gießformate von 350 bis 420 mm bzw. 15 bis 30 Befestigungssysteme für Gießformate
von 420 mm bis 500 mm bzw. 25 bis 40 Befestigungssysteme für Gießformate von 500 bis
530 mm.
[0055] Die Befestigungssysteme können symmetrisch und/oder spalten- bzw. zeilenweise angeordnet
sein.
[0056] Ein solches Befestigungssystem kann dabei ein Verbindungselement (beispielsweise
eine "Fixier-/Halteschraube"), das einen Gewindeabschnitt aufweist, und einen Gewindeeinsatz,
der in eine Aussparung des Kokillenrohrs eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, ist,
vorsehen.
[0057] Unter einem Gewindeabschnitt eines Verbindungselements ist vorliegend ein mit einem
Gewinde versehener Abschnitt des Verbindungselements zu verstehen.
[0058] Das Verbindungselement kann dann mittels seines Gewindeabschnitts in den Gewindeeinsatz
eingeschraubt sein.
[0059] Die Gewindeeinsätze ermöglichen eine einfache und schnelle Montage der Verstärkungsplatten
am Kokillenrohr unter Verwendung von Verbindungselementen.
[0060] Der Ausdruck "eingesetzt" ist vorliegend nicht notwendigerweise so zu verstehen,
dass der jeweilige Gewindeeinsatz vollständig in einer Aussparung angeordnet sein
muss. In einer Ausführungsform kann der jeweilige Gewindeeinsatz aus der Aussparung
herausstehen.
[0061] Weiter kann auch hier dann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement als Schraube
("Fixier-/Halteschraube") mit einem gewindelosen Schraubenschaftabschnitt ausgebildet
ist, insbesondere mit dem Gewindeabschnitt an einem Ende der Schraube und einem Schraubenkopf
oder einer auf die Schraube aufschraubbaren Kopfmutter an einem anderen Ende der Schraube.
[0062] Eine solche Schraube kann beispielsweise - nach DIN - eine M12 Schraube sein.
[0063] Derart "schlank" gestaltete Befestigungssysteme haben insbesondere den Vorteil, dass
seitliche Wärmedehnungen/- bewegungen einzelner Rohrkokillenwände/-seitenflächen für
sich kompensiert werden können.
[0064] Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Befestigungssystem eine Anstellschraubhülse,
die in eine Durchgangsbohrung in der separaten Verstärkungsplatte eingeschraubt ist
und die einen Teil des Verbindungselements, insbesondere den gewindelosen Schraubenschaftabschnitt,
umgibt, aufweist.
[0065] Die Anstellschraubhülse kann dabei stirnseitig außen an dem Kokillenrohr (und/oder
am Gewindeeinsatz) anliegen - und auch der Schraubenkopf oder die Kopfmutter kann
- anderends stirnseitig der Anstellschraubhülse - an der Anstellschraubhülse anliegen.
[0066] Vorzugsweise kann so auch die Anstellschraubhülse zwischen der Verstärkungsplatte
und dem Kokillenrohr verspannt werden.
[0067] Die Anstellschraubhülse bzw. die Anstellschraubhülsen solcher Befestigungssysteme
können für die separaten Verstärkungsplatten mit fixer axialer Länge oder z.B. durch
die Verschraubung axial einstellbar ausgeführt werden. Die von der Rohrkokille bzw.
Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand/-seitenfläche abgehobenen, schwimmend gelagerten separaten
Verstärkungsplatten bieten zusammen mit den einstellbaren Anstellschraubhülsensystemen
eine Anpassungsmöglichkeit der Verstärkungsplattenbefestigung an ungenaue Außenflächen
der Rohrkokillenrohre.
[0068] Damit gibt es keine engen Toleranzanforderungen an die Außenflächen der Rohrkokillenrohre.
Die Rohrkokillenrohre können dadurch über den Ziehvorgang, ohne nachträgliche Bearbeitung
der Außenfläche, hergestellt werden ("unbearbeitete Rohrkokillenrohre").
[0069] Diese Fertigung ist kostengünstig und für kleinformatige und selbsttragende Rohrkokillenrohre
in dieser Art üblich.
[0070] Durch die Anpassungsmöglichkeit kann diese Fertigungsmethode auch bei den gestützen,
großformatigen Rohren übernommen werden. Auch beim Einsatz von regenerierten Rohrkokillenrohren
(überarbeitet und repariert für eine weitere Reise) ist dies vorteilhaft.
[0071] Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die Anstellschraubhülse mittels einer Kontermutter
in der separaten Verstärkungsplatte gesichert ist.
[0072] Gegebenenfalls können bei den Befestigungssystemen auch Unterlegscheiben und Ähnliches
zum Einsatz kommen. Auch Federelemente, wie zum Beispiel eine oder mehrere Tellerfedern,
können eingesetzt sein.
[0073] Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Kokillenrohr, der Kühlmittelleitmantel
und die separaten Verstärkungsplatten in einem Kühlmittel-, insbesondere Wasserkasten,
angeordnet sind ("nasse Lagerung").
[0074] Weiterhin kann hier - insbesondere bei der "nassen Lagerung" - ein Kühlwasserverteilflansch
zur Befestigung der Kokilleneinheit an einer Kokillenträgervorrichtung vorgesehen
sein, der einen oder mehrere Kühlmitteleinlass/-einlässe sowie einen oder mehrere
Kühlmittelauslass/-auslässe aufweist, wobei der bzw. die Kühlmitteleinlässe und der
bzw. die Kühlmittelauslässe des Kühlwasserverteilflansches fluidleitend mit dem Kühlmittelspalt
verbunden ist/sind.
[0075] Alternativ kann eine "trockene Lagerung" vorgesehen sein, bei welcher die separaten
Verstärkungsplatten nicht mit dem Kühlmittel in Kontakt stehen, d. h. unabhängig von
der Kokillenrohrkühlung sind.
[0076] Insbesondere bei der "trockenen Lagerung" können die separaten Verstärkungsplatten,
da die separaten Verstärkungsplatten hier unabhängig von der Kokillenrohrkühlung sind,
in ihrer Form variieren und so gemäß eines gegebenen Verformungsprofiles der Rohrkokille
bzw. einer Rohrkokillen-/Kokillenrohrwand/-seitenfläche gestaltet sein.
[0077] Eine vollflächige Ausführung einer separaten Verstärkungsplatte ist meist günstig.
Die Form kann aber auch Durchbrüche aufweisen und/oder spangen- oder rippenförmig,
gegebenenfalls auch aus einem einzelnen Element, sein. Gegebenenfalls können diese
Durchbrüche auch für Sensoren genutzt werden.
[0078] Die (Platten-)Dicke bzw. Wand-/Plattenstärke einer separaten Verstärkungsplatte kann
zweckmäßigerweise in Abhängigkeit der Form und/oder Abmessungen und/oder Wandstärke
des Kokillenrohres gewählt sein, beispielsweise von 40 mm bis 120 mm, insbesondere
50 mm für Gießformate von 350 bis 420 mm bzw. 80 mm für Gießformate von 420 mm bis
500 mm bzw. 100 mm für Gießformate von 500 bis 530 mm. Auch kann die Form einer separaten
Verstärkungsplatte gemäß einem Verformungsprofil des Kokillenrohrs ausgebildet sein.
[0079] Zweckmäßig kann es auch sein, separate Verstärkungsplatten gleich auszubilden - oder
eine separate Verstärkungsplatte in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Kokillenrohrwand/Kokillenrohrseitenfläche
auszubilden.
[0080] Insbesondere kann es auch zweckmäßig sein, wenn eine separate Verstärkungsplatte
an ihrer dem Kokillenrohr zugewandten Rückseite im Wesentlichen plan ausgebildet ist
und/oder an ihrer dem Kokillenrohr abgewandten Vorderseite - vom Kokillenrohr weg
- nach außen gewölbt (oder ebenfalls auch wieder im Wesentlichen plan) ausgebildet
ist.
[0081] (Platten-)Dickenangaben bzw. Wand-/Plattenstärkenangaben können sich dabei auf die
jeweils minimale (Platten-)Dicke bzw. Wand-/Plattenstärke beziehen.
[0082] Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung unter anderem eine Stranggießanlage.
[0083] Die erfindungsgemäße Stranggießanlage ist mit einer erfindungsgemäßen Kokilleneinheit
ausgestattet.
[0084] Bei der Stranggießanlage kann es sich insbesondere um eine sogenannte Bogenstranggießanlage
handeln. Alternativ kann die Stranggießanlage eine sogenannte Vertikalstranggießanlage
sein.
[0085] Die bisher gegebene Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung enthält
zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen abhängigen Patentansprüchen teilweise zu
mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch auch einzeln
betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere
sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit der
erfindungsgemäßen Kokilleneinheit und der erfindungsgemäßen Stranggießanlage kombinierbar.
[0086] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die
Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich
im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
das im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert wird. Das Ausführungsbeispiel
dient der Erläuterung der Erfindung und beschränkt die Erfindung nicht auf die darin
angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale.
Außerdem können dazu geeignete Merkmale des Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert
betrachtet und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
[0087] Es zeigen:
- FIG 1
- eine schematische Darstellung einer Stranggießanlage mit einer Kokilleneinheit;
- FIG 2
- eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit sowie eine Kokillenträgervorrichtung, an welcher
die Kokilleneinheit befestigt ist;
- FIG 3
- eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit;
- FIG 4
- einen Längsschnitt der Kokilleneinheit;
- FIG 5
- eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit, welche die Verstärkungsplatten an den Seitenwänden
des Kokillenrohrs der Kokilleneinheit zeigt;
- FIG 6
- eine Schnittdarstellung der Kokilleneinheit, in welcher die Befestigung einer Verstärkungsplatte
am Kokillenrohr der Kokilleneinheit abgebildet ist;
- FIG 7
- eine Schnittdarstellung der Kokilleneinheit, in welcher ein Verbindungselement der
Befestigung einer Verstärkungsplatte am Kokillenrohr der Kokilleneinheit im Detail
abgebildet ist.
Rohrkokille mit Protektorplatten/Protektorrohrkokille
[0088] FIG 1 zeigt schematisch eine Stranggießanlage 2 zum Stranggießen von Metallprodukten,
insbesondere zum Stranggießen von Vorblöcken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei der Stranggießanlage 2 um eine Bogenstranggießanlage.
[0089] Die Stranggießanlage 2 umfasst einen Pfannendrehturm 4, in den zwei austauschbare
Gießpfannen 6 eingesetzt sind, sowie eine Kokilleneinheit 8. Letztere ist an einer
Kokillenträgervorrichtung 10 bzw. Kokillenabdeckung 10 befestigt (vgl. FIG 2, kurz
im Folgenden nur Kokillenträgervorrichtung 10), die in FIG 1 einer besseren Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt ist.
[0090] Außerdem umfasst die Stranggießanlage 2 ein Verteilerbecken 12 zum Aufnehmen einer
Metallschmelze aus den Gießpfannen 6 und zum Weiterleiten der Metallschmelze zu der
Kokilleneinheit 8. Des Weiteren verfügt die Stranggießanlage 2 über ein Strangführungssystem
14 mit einer figürlich nicht dargestellten Kühleinrichtung und mehreren Strangführungsrollen
16 sowie über eine Trennvorrichtung 18.
[0091] In den Gießpfannen 6 befindet sich eine Metallschmelze, beispielsweise flüssiger
Stahl. Die Metallschmelze wird aus der jeweiligen Gießpfanne 6 in das Verteilerbecken
12 eingeleitet. Von dort wird die Metallschmelze über ein Auslassrohr 20 des Verteilerbeckens
12 in die Kokilleneinheit 8 eingeleitet.
[0092] Da durch die Kokilleneinheit 8 ein Kühlmittel 46, vorzugsweise Wasser, geleitet wird,
kühlt die Metallschmelze an seinen Kontaktflächen mit der Kokilleneinheit 8 ab und
erstarrt hierbei teilweise, sodass die Metallschmelze in Form eines Strangs 22 aus
der Kokilleneinheit 8 austritt. Beim Austreten aus der Kokilleneinheit 8 hat der Strang
22 eine erstarrte Schale, während ein Großteil seines Querschnitts noch flüssig ist.
[0093] Mithilfe der Strangführungsrollen 16 des Strangführungssystems 14 wird der aus der
Kokilleneinheit 8 austretende Strang 22 abtransportiert und dabei entlang eines Bogens
geführt. Im Strangführungssystem 14 wird der Strang 22 mithilfe der Kühleinrichtung
des Strangführungssystems 14 weiter abgekühlt, sodass der Strang 22 erstarrt.
[0094] Mittels der Trennvorrichtung 18 wird der Strang 22 zum Zwecke seiner Weiterverarbeitung
in mehrere Einzelstücke zerteilt und anschließend abtransportiert. Alternativ könnte
der Strang 22 beispielsweise von einem oder mehreren Walzgerüsten direkt weiterverarbeitet
werden, ohne vorher zerteilt zu werden.
[0095] FIG 2 zeigt eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit 8 sowie die zuvor erwähnte Kokillenträgervorrichtung
10 (nur teilweise dargestellt), an welcher die Kokilleneinheit 8 befestigt ist.
[0096] Das zuvor erwähnte Kühlmittel 46, beispielsweise Wasser, das durch die Kokilleneinheit
8 geleitet wird, wird der Kokilleneinheit 8 durch die Kokillenträgervorrichtung 10
zugeführt und über die Kokillenträgervorrichtung 10 wieder abgeführt.
[0097] Wie aus FIG 2 auch ersichtlich ist, umfasst die Kokilleneinheit 8 ein Kokillenrohr
24.
[0098] Das Kokillenrohr 24 umfasst vier einstückig miteinander ausgebildete Seitenwände
26 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und weist eine rechteckige Querschnittsform
mit abgerundeten Ecken bzw. Eckbereichen 50 auf (vgl. FIG 5 und FIG 6). Die Wandstärke
d
0 des Kokillenrohrs 24 beträgt circa 24 mm.
[0099] Da es sich bei der Stranggießanlage 2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine
Bogenstranggießanlage handelt, weist das Kokillenrohr 24 einen gebogen ausgebildeten
Formhohlraum 28 auf. Die Biegung des Formhohlraums 28 wird dadurch erreicht, dass
die beiden breiteren der vier Seitenwände 26 gebogen ausgebildet sind (in den Figuren
kaum wahrnehmbar).
[0100] Ferner weist der Formhohlraum 28 im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Querschnitt
des Kokillenrohrs 24 eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken/Eckbereichen 50
sowie einer Länge L von 410 mm und einer Breite B von 320 mm auf (Gießformat 320 mm
x 410 mm, vgl. FIG 5), wobei grundsätzlich auch andere Abmessungen des Formhohlraums
28 möglich sind.
[0101] Das Kokillenrohr 24 ist von einem Kühlmittelleitmantel 32 - mit einer Wandstärke
von ca. 8 mm - umgeben, wobei sich zwischen dem Kokillenrohr 24 und dem Kühlmittelleitmantel
32 ein ca. 4 mm breiter, vom Kühlmittel 46 durchströmter Kühlmittelspalt 44 ausbildet
(vgl. FIG 6 und FIG 7).
[0102] Des Weiteren umfasst die Kokilleneinheit 8 vier separate Verstärkungsplatten 30,
die - außerhalb des Kühlmittelleitmantels 32 - außen am Kokillenrohr 24 befestigt
sind (vgl. FIG 5) .
[0103] Jede einzelne Kokillenrohrseitenwand 26 hat ihre eigene Verstärkungsplatte 30, welche
diese "in Form" hält.
[0104] Weiter ist (insbesondere aus FIG 5) ersichtlich, dass diejenigen Verstärkungsplatten
30, die an den schmaleren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigt sind, eine
Wandstärke d
1 aufweisen, die kleiner ist als die Wandstärke d
2 derjenigen Verstärkungsplatten 30, die an den breiteren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs
24 befestigt sind.
[0105] Entsprechend sind diejenigen Verstärkungsplatten 30, die an den schmaleren Seitenwänden
26 des Kokillenrohrs 24 befestigt sind, entsprechend schmäler ausgebildet, als diejenigen
verstärkungsplatten 30, die an den breiteren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24
befestigt sind.
[0106] Darüber hinaus weist das Kokillenrohr 24 eine Wandstärke d
0 auf, die kleiner ist als die zuvor genannten Wandstärken d
1, d
2.
[0107] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Wandstärke d
0 des Kokillenrohrs 24 circa 24 mm, während die Wandstärke d
1 der an den schmaleren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigten Verstärkungsplatten
30 circa 55 mm beträgt und die Wandstärke d
2 der an den breiteren Seitenwänden 26 des Kokillenrohrs 24 befestigten Verstärkungsplatten
30 circa 110 mm beträgt, wobei grundsätzlich auch jeweils andere Werte für die Wandstärken
d
0, d
1, d
2 möglich sind.
[0108] Alternativ dazu können aber auch alle Verstärkungsplatten gleiche Wandstärken d
1 (= d
2) von beispielsweise 75 mm aufweisen.
[0109] Darüber hinaus umfasst die Kokilleneinheit 8 einen rohrförmigen Kühlmittelkasten
66, in dessen Hohlraum 48 das Kokillenrohr 24 (mit seinem Kühlmittelleitmantel 32
und seinen Verstärkungsplatten 30) eingesetzt ist (vgl. FIG 3).
[0110] An seinem oberen Ende weist der Kühlmittelkasten 66 einen Befestigungsflansch/Kühlmittelverteilflansch
34 auf, mittels welchem die Kokilleneinheit 8 an der Kokillenträgervorrichtung 10
befestigt ist (vgl. FIG 2 und FIG 4) und über welchem das Kühlmittel 46 in die Kokilleneinheit
8 bzw. den Kühlmittelspalt 44 ein- bzw. ausströmt (vgl. FIG 3, Einströmöffnungen 40,
Ausströmöffnungen 42).
[0111] An seinem unteren Ende weist der Kühlmittelkasten 66 einen Fußrollentragflansch 36
mit Fußrollen 38 (zur Stützung und Führung der dünnen Strangschale am Kokillenaustritt)
auf (vgl. FIG 3).
[0112] Die Verbindung von Fußrollentragflansch 38 und Kokilleneinheit 8 erfolgt über vier
lange Schrauben, welche mit dem Befestigungsflansch/Kühlmittelverteilflansch 34 verschraubt
sind, um die Fußrollen 38 auch im Störfall eines Strangdurchbruches einfach von der
Kokilleneinheit 8 lösen zu können (vgl. FIG 3). Diese Schrauben werden über Rohre
trocken durch den rohrförmigen Kühlmittelkasten 66 bzw. dessen Hohlraum 48 geführt
(vgl. FIG 3), um Platz zu sparen und eine einfache Montage zu gewährleisten.
[0113] FIG 3 zeigt eine 3D-Ansicht der Kokilleneinheit 8. In dieser Figur ist der vorerwähnte
Kühlmittelkasten 66 mit dessen Befestigungsflansch/Kühlmittelverteilflansch 34 und
dessen Fußrollentragflansch 36 sowie den Ein- 40 und Ausströmöffnungen 42 sichtbar.
[0114] FIG 4 zeigt einen Schnitt durch die Kokilleneinheit 8, wobei hier insbesondere -
im Schnitt - das Kokillenrohr 24 mit seinem Formhohlraum 28, dem Kühlmittelleitmantel
32, zwei der Verstärkungsplatten 30 sowie der Kühlmittelkasten 66 mit dessen Befestigungsflansch/Kühlmittelverteilflansch
34 und dessen Fußrollentragflansch 36 abgebildet ist.
[0115] FIG 5 zeigt eine 3D-Ansicht der zuvor mehrfach erwähnten Kokilleneinheit 8. In dieser
Figur sind alle vier Seitenwände 26 des Kokillenrohrs 24 sowie deren separate/individuelle
Verstärkungsplatten 30 sichtbar.
[0116] Des Weiteren sind in FIG 5 zahlreiche Aussparungen 68 in den Verstärkungsplatten
30 sichtbar, welche der Befestigung der Verstärkungsplatten 30 - mittels entsprechender
Befestigungssysteme - dienen (vgl. FIG 6 und FIG 7).
[0117] FIG 6 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils der Kokilleneinheit 8.
[0118] In FIG 6 sind eine der Verstärkungsplatten 30, ein Teil des Kühlmittelleitmantels
32 sowie ein Teil einer der Kokillenrohrseitenwände 26 des Kokillenrohrs 24 dargestellt.
Darüber hinaus sind in FIG 6 mehrere (in diesem Fall drei) Befestigungssysteme dargestellt,
mittels welchen die abgebildete Verstärkungsplatte 30 an der abgebildeten, ihr zugeordneten
(jeweiligen) Kokillenrohrseitenwand 26 befestigt ist.
[0119] Ein solches Befestigungssystem sieht ein Verbindungselement 56, eine Anstellschraubhülse
62 sowie einen Gewindeeinsatz 52 vor. Der Gewindeeinsatz 52 ist in eine Aussparung
54 der bzw. in der abgebildeten Kokillenrohrseitenwand 26 des Kokillenrohrs 24 eingesetzt;
die Anstellschraubhülse 62 ist mittels eines Außengewindes am Außenumfang der Anstellschraubhülse
62 in eine Durchgangsbohrung (mit entsprechendem Innengewinde) in der Verstärkungsplatte
30 eingeschraubt und durchdringt über eine weitere Durchgangsbohrung 78 in dem Kühlmittelleitmantel
32 diesen; das Verbindungselement 56 ist in die Anstellschraubhülse 62 eingesteckt
sowie in den Gewindeeinsatz 52 eingeschraubt und "verschwindet" in der vorerwähnten
Aussparung 68 in der Verstärkungsplatte 30.
[0120] FIG 7 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils der Kokilleneinheit 8 mit einem Befestigungssystem
im Detail.
[0121] In FIG 7 sind ein Teil einer der Verstärkungsplatten 30, ein Teil des Kühlmittelleitmantels
32 sowie ein Teil einer der Kokillenrohrseitenwände 26 des Kokillenrohrs 24 dargestellt.
Darüber hinaus ist in FIG 7 ein Verbindungselement 56 des Befestigungssystems dargestellt,
mittels welchem die abgebildete Verstärkungsplatte 30 an der abgebildeten Kokillenrohrseitenwand
26 befestigt ist.
[0122] Das Verbindungselement 56 ist als (Schaft-/Fixier)Schraube (hier beispielsweise M12)
ausgebildet und weist an seinem ersten Ende einen Schraubenkopf 64 und an seinem zweiten
Ende einen Gewindeabschnitt 58 sowie einen dazwischen angeordneten gewindelosen Schaftabschnitt
60 auf, wobei die Länge des Schaftabschnitts 60 circa 60 % bis 80 % der Gesamtlänge
des Verbindungselements/der Schraube 56 entspricht.
[0123] Darüber hinaus ist das Verbindungselement/die Schraube 56 in einen der vorerwähnten
Gewindeeinsätze 52, welcher in eine Aussparung 54 der abgebildeten Kokillenrohrseitenwand
26 des Kokillenrohrs 24 eingesetzt ist, eingeschraubt.
[0124] Ein Teil des Verbindungselements/Schraube 56 ist von einer der vorerwähnten Anstellschraubhülsen
62, die (einerseits) stirnseitig an der Kokillenrohrseitenwand 26 anliegt und (andererseits)
stirnseitig sich der Schraubenkopf 64 des Verbindungselements/Schraube 56 abstützt,
umgeben.
[0125] Ferner ist die Anstellschraubhülse 62 mittels einer (auf einem Außengewinde auf der
Anstellschraubhülse 62 aufgeschraubten) Kontermutter 76 gesichert, wodurch das Befestigungssystem
axial einstellbar wird.
[0126] Das Befestigungssystem bzw. deren stelzenartige Durchdringung 80 ist mittels Dichtelementen
72, 74 abgedichtet.
[0127] Dazu weist die Anstellschraubhülse 62 an ihrem Innenumfang eine ringförmige Nut 70
auf, in welche ein Dichtring 72, vorzugsweise ein Elastomer-Dichtring (O-Ring), eingesetzt
ist, wobei dieser Dichtring 72 an dem Verbindungselement/Schraube 56 anliegt. Weiter
ist im Bereich der weiteren Durchgangsbohrung 78 eine weitere Nut 70 im Kühlmittelleitmantel
32 eingebracht, in welche ein weiterer Dichtring 74, vorzugsweise wieder ein Elastomer-Dichtring
(O-Ring), eingesetzt ist, wobei dieser Dichtring 74 an dem Außenumfang der Anstellschraubhülse
62 anliegt.
[0128] Jede der Verstärkungsplatten 30 der Kokilleneinheit 8 ist mithilfe mehrerer solcher
Befestigungssysteme mit den Verbindungselementen/Schrauben 56 und den Anstellschraubhülsen
62 der oben beschriebenen Art an der zugehörigen Kokillenrohrseitenwand 26 des Kokillenrohrs
24 befestigt (vgl. FIG 3 und FIG 4 und FIG 6). Die obigen Ausführungen im Zusammenhang
mit den Befestigungssystemen aus FIG 7 (bzw. FIG 6) gelten entsprechend auch für die
anderen Befestigungssysteme der Kokilleneinheit 8.
[0129] Die Verstärkungsplatten 30 sind so individuell an allen Seiten des Kokillenrohres
24 vorhanden. Sie sind mittels der Befestigungssysteme schwimmend mit dem Kokillenrohr
24 und dem Kühlmittelleitmantel 32 verbunden und stützen nur die jeweils ihnen zugeordnete
Kokillenrohrseitenfläche/-seitenwand 26.
[0130] Die thermischen Ausdehnungen der rechtwinkelig zur betreffenden Kokillenrohrseitenfläche/-seitenwand
26 angeordneten (anderen) Kokillenrohrseitenflächen/-seitenwände 26 beeinflussen somit
die Stützwirkung nicht.
[0131] Die Anstellschraubhülsen 62 sind in der jeweiligen Verstärkungsplatte 30 durch die
Verschraubung, wie zuvor beschrieben, axial einstellbar ausgeführt. Dies ist bei den
üblicherweise außen unbearbeiteten (Kupfer-)Kokillenrohren günstig, um (durch eine
Ziehvorgang herrührende) Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können und eine großflächige
Abarbeitung zu vermeiden.
[0132] Eine Idee der vorliegenden Kokilleneinheit 8 mit ihren separaten Verstärkungsplatten
30 (Protektorsystem) ist auch das Hinauslegen der Stützwand, d. h. der separaten Verstärkungsplatte
30, in eine schwimmende Lage außerhalb der Wasserführung, d. h. dem Kühlmittelleitmantel
32. Die thermische Dehnung des (Kupfer-)Kokillenrohres bleibt ohne Einfluss.
[0133] Die Stützwand bzw. die separate Verstärkungsplatte 30 ist nur punktuell über Hülsen
bzw. die Anstellschraubhülsen 62 und Halteschrauben bzw. Verbindungselemente 62 in
versteifendem Kontakt mit der zugehörigen Kokillenrohrseitenwand 26 und schützt diese
vor unzulässiger, thermischer Verwerfung und Deformation durch den Kühlmitteldruck.
[0134] Die Anstellschraubhülsen 62 durchsetzen stelzenartig den Kühlmittelleitmantel 32
und sind am Durchtritt bzw. an der Durchdringung 80 mit einfachen O-Ringen abgedichtet.
Die Anstellschraubhülsen 62 ermöglichen die schwimmende Lagerung und die Anpassung
an die, wie bei kleinen (Kupfer-)Kokillenrohren üblich, nicht bearbeitete Außenwand
des (Kupfer-)Kokillenrohres.
[0135] Das Zug-Druck Befestigungssystem bzw. Halteschraubensystem ist schlank gestaltet,
um seitliche Wärmedehnungen einer einzelnen Kokillenrohrseitenwand 26 kompensieren
zu können. Jede einzelne Kokillenrohrseitenwand 26 hat ihren individuellen Protektor,
d. h. Verstärkungsplatte 30, und wird von diesem bzw. dieser in der Form gehalten.
Damit ist das Stützsystem frei von störenden, äußeren Kräften und von Wärmedehnungen
der rechtwinkelig anschließenden Nachbarwände.
[0136] Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert
und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das offenbarte Beispiel eingeschränkt
und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
[0137]
- 2
- Stranggießanlage
- 4
- Pfannendrehturm
- 6
- Gießpfanne
- 8
- Kokilleneinheit
- 10
- Kokillenträgervorrichtung
- 12
- Verteilerbecken
- 14
- Strangführungssystem
- 16
- Strangführungsrolle
- 18
- Trennvorrichtung
- 20
- Auslassrohr
- 22
- Strang
- 24
- Kokillenrohr
- 26
- Kokillenrohrseitenfläche/-seitenwand
- 28
- Formhohlraum
- 30
- Verstärkungsplatte
- 32
- Kühlmittel-/Wasserleitmantel
- 34
- Kühlmittelverteilflansch, Befestigungsflansch
- 36
- Fußrollentragflansch (unten)
- 38
- Fußrollen (unten)
- 40
- Kühlmitteleinlass, Einströmöffnung
- 42
- Kühlmittelauslass, Ausströmöffnung
- 44
- Kühlmittelspalt
- 46
- Kühlmittel
- 48
- Hohlraum
- 50
- Eckbereich
- 52
- Gewindeeinsatz
- 54
- Aussparung
- 56
- Verbindungselement, (Fixier-)Schraube
- 58
- Gewindeabschnitt
- 60
- (gewindeloser) Schraubenschaftabschnitt
- 62
- Anstellschraubhülse
- 64
- Schraubenkopf (Kopfmutter)
- 66
- Kühlmittel-/Wasserkasten
- 68
- Aussparung
- 70
- Nut
- 72
- Dichtring/-element
- 74
- Dichtring/-element
- 76
- Kontermutter
- 78
- Durchgangsbohrung
- 80
- Durchdringung
- B
- Breite
- L
- Länge
- d0
- Wandstärke (des Kokillenrohrs)
- d1
- Wandstärke (der Verstärkungsplatte)
- d2
- Wandstärke (der Verstärkungsplatte)
1. Kokilleneinheit (8) zum Stranggießen von Metallprodukten, insbesondere zum Stranggießen
von Vorblöcken, umfassend ein Kokillenrohr (24) mit einer polygonalen Querschnittsform
und einen das Kokillenrohr (24) umgebenden, einen Kühlmittelspalt (44) mit dem Kokillenrohr
(24) ausbildenden Kühlmittelleitmantel (32),
gekennzeichnet durch
mehrere separate Verstärkungsplatten (30), die außerhalb des Kühlmittelleitmantels
(32) angeordnet und die zueinander kontaktlos und am Kokillenrohr (24) befestigt sind.
2. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24) mehrere Kokillenrohrseitenflächen (26) aufweist und jede separate
Verstärkungsplatte (30) an einer anderen Kokillenrohrseitenfläche (26) befestigt ist.
3. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch eine entsprechende Anzahl von separaten Verstärkungsplatten (30) wie Kokillenrohrseitenflächen
(26), wobei an jeder Kokillenrohrseitenfläche (26) eine von den separaten Verstärkungsplatten
(30) befestigt ist.
4. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24) eine rechteckige Querschnittsform mit vier Kokillenrohrseitenflächen
(26) und vier separate Verstärkungsplatten (30) aufweist, wobei jede der vier separate
Verstärkungsplatten (30) an einer anderen der vier Kokillenrohrseitenflächen (26)
befestigt ist.
5. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die separate Verstärkungsplatte (30) vorgespannt am Kokillenrohr (24) befestigt ist.
6. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Befestigungssystemen, mittels welchen die separaten Verstärkungsplatten
(30) am Kokillenrohr (24) befestigt sind,
wobei jedes Befestigungssystem zumindest ein Verbindungselement (56), das einen Gewindeabschnitt
(58) aufweist, und einen Gewindeeinsatz (52), der in eine Aussparung (54) des Kokillenrohrs
(24) eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, ist, aufweist, und wobei das Verbindungselement
(56) mittels ihres Gewindeabschnitts (58) in den Gewindeeinsatz (52) eingeschraubt
ist.
7. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (56) als Schraube (56) mit einem gewindelosen Schraubenschaftabschnitt
(60) ausgebildet ist, insbesondere mit dem Gewindeabschnitt (58) an einem Ende der
Schraube (56) und einem Schraubenkopf (64) oder einer auf die Schraube (56) aufschraubbaren
Kopfmutter an einem anderen Ende der Schraube (56).
8. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungssystem eine Anstellschraubhülse (62), die in eine Durchgangsbohrung
(78) in der separaten Verstärkungsplatte (30) eingeschraubt ist und die einen Teil
des Verbindungselements (56), insbesondere den gewindelosen Schraubenschaftabschnitt
(60), umgibt, aufweist, wobei die Anstellschraubhülse (62) stirnseitig außen am Kokillenrohr
(24) oder am Gewindeeinsatz (52) anliegt und insbesondere der Schraubenkopf (64) oder
die Kopfmutter anderends stirnseitig an der Anstellschraubhülse (62) anliegt.
9. Kokilleneinheit (8) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellschraubhülse (62) mittels einer Kontermutter (76) in der separaten Verstärkungsplatte
(30) gesichert ist.
10. Kokilleneinheit (8) nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungssystem den Kühlmittelleitmantel (32), insbesondere stelzenförmig,
durchdringt, wobei die Durchdringung (80) abgedichtet ist.
11. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24), der Kühlmittelleitmantel (32) und die separaten Verstärkungsplatten
(30) in einem Wasserkasten (66) angeordnet sind.
12. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen Kühlmittelverteilflansch (34) zur Befestigung der Kokilleneinheit (8) an einer
Kokillenträgervorrichtung (10), der einen oder mehrere Kühlmitteleinlass/- einlässe
(40) sowie einen oder mehrere Kühlmittelauslass/- auslässe (42) aufweist, wobei der
bzw. die Kühlmitteleinlass/-einlässe (40) und der bzw. die Kühlmittelauslass/- auslässe
(42) des Kühlwasserverteilflansches (34) fluidleitend mit dem Kühlmittelspalt (44)
verbunden sind.
13. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24) einen Formhohlraum (28) aufweist, der im Querschnitt des Kokillenrohrs
(24) eine rechteckige Form mit einer Länge (L) von mindestens 280 mm, vorzugsweise
mindestens 320 mm, und/oder mit einer Breite (B) von mindestens 240 mm, vorzugsweise
mindestens 280 mm, aufweist und/oder dass das Kokillenrohr (24) einen gebogen ausgebildeten
Formhohlraum (28) aufweist.
14. Kokilleneinheit (8) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kokillenrohr (24) eine Wandstärke (d0) von höchstens 35 mm, vorzugsweise höchstens 30 mm, insbesondere vorzugsweise höchstens
25 mm oder sogar 20 mm, aufweist und/oder die separate Verstärkungsplatte vollflächig,
spangen- oder rippenförmig, insbesondere mit einer Wandstärke (d1, d2) von 40 mm bis 120 mm, ausgebildet ist und/oder einer Form der separaten Verstärkungsplatte
(30) gemäß einem Verformungsprofil des Kokillenrohrs (24) ausgebildet ist.
15. Stranggießanlage (2), insbesondere Bogenstranggießanlage, mit einer Kokilleneinheit
(8) nach einem der voranstehenden Ansprüche.