Die Erfindung betrifft eine Kokille zum Stranggießen von Metall mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Rohrförmige Kokillen aus Kupfer oder Kupferlegierungen zum Gießen von Profilen aus Stahl und anderen Metallen mit hohem Schmelzpunkt sind vielfach im Stand der Technik beschrieben worden. Die Kokillenrohre werden dabei durch Kühlwasser gekühlt, das einen Wasserspalt zwischen der Innenseite der Wandung eines das Kokillenrohr umgebenden Wasserkastens und der Außenseite des Kokillenrohrs durchströmt. Eine derartige Kokille wird beispielsweise in der
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine flüssigkeitsgekühlte Kokille zum Stranggießen von Metall aufzuzeigen, bei welcher die aufwendige Ausrichtung der Kokille innerhalb des Wasserkastens vereinfacht wird. Die Lösung wird in einer Kokille mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gesehen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Kokille ist vorgesehen, dass in dem Wasserspalt wenigstens ein Wasserleitblech angeordnet ist. Das Wasserleitblech führt zu Querschnittsveränderungen des Wasserspalts, wobei die Querschnittsveränderungen in einer Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit resultieren. Da das Kokillenrohr zumindest in eine Richtung frei verschiebbar gegenüber dem Wasserkasten gelagert ist, kann sich die Arbeitslage des Kokillenrohrs durch die Strömungsverhältnisse im Wasserspalt selbst einstellen. Dadurch wird das Kokillenrohr selbstzentrierend in dem Wasserkasten lageorientiert. Die Selbstzentrierung wird dadurch erreicht, dass sich die hydrodynamischen Kräfte im Wasserspalt gegenseitig ausgleichen. Wird die Breite des Wasserspalts auf einer Seite des Kokillenrohrs beispielsweise größer, sinkt in diesem Bereich die Strömungsgeschwindigkeit. Die hydrodynamische Kraft, die auf die Außenwand des Kokillenrohrs wirkt, sinkt in diesem Bereich ebenfalls. Im gleichen Maß führt die Reduzierung der Breite des Wasserspalts auf der gegenüberliegenden Seite des Kokillenrohrs zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit, wodurch sich in diesem Bereich höhere hydrodynamische Kräfte einstellen, die sich aufgrund des seitlich frei verschiebbaren Kokillenrohrs dahingehend auswirken, dass das Kokillenrohr geringfügig verschoben wird, bis sich wieder ein Kräftegleichgewicht ergibt. Die Wasserleitbleche sind daher in sich jeweils gegenüber liegenden Bereichen des Kokillenrohrs bzw. des Wasserspalts angeordnet.
Insbesondere wird es als zweckmäßig angesehen, wenn zumindest ein Teilbereich der Außenfläche des Kokillenrohrs mit Kühlnuten versehen ist, wobei das Wasserleitblech im Bereich der Kühlnuten angeordnet ist. Bei einem Wasserspalt konstanten Querschnitts vergrößert sich der Strömungsquerschnitt im Bereich der Kühlnuten, was zu einer Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit führt. Um Kühlwasser mit hoher Geschwindigkeit durch die Kühlnuten zu führen, ist vorgesehen, dass das Wasserleitblech den Strömungsquerschnitt im Bereich der Kühlnuten zumindest bereichsweise verkleinert. Hierfür besitzt das Wasserleitblech einen endseitigen Umleitabschnitt, welcher derart ausgebildet ist, dass Kühlwasser aus dem Wasserspalt gezielt in die Kühlnuten geleitet wird. Der Umleitabschnitt ist strömungsgünstig konfiguriert, so dass sich möglichst keine Verwirbelungen im Kühlmittelspalt bilden. Zweckmäßigerweise ist der Umleitabschnitt bogenförmig konfiguriert.
Bevorzugt wird die Strömungsgeschwindigkeit im Einström- und Ausströmbereich der Kühlnuten durch das Wasserleitblech erhöht. Die lokalen Erhöhungen der Strömungsgeschwindigkeiten führen auch zu einem Anstieg der hydrodynamischen Kräfte in diesem Bereich. Es ist günstig, wenn die Bereiche erhöhter Strömungsgeschwindigkeit diametral auf gleicher Höhe des Kokillenrohrs angeordnet sind. Vorzugsweise sind daher sämtliche Wasserleitbleche identisch konfiguriert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den
Die Wasserleitbleche 3 sind in ihrer räumlichen Anordnung in der perspektivischen Darstellung der
In
Die Wasserleitbleche 3 sind rechteckig konfiguriert und besitzen einen ebenen Mittelabschnitt 9, an welchen sich jeweils endseitig, das heißt in Strömungsrichtung gesehen Umleitabschnitte 10, 11 anschließen. Die Umleitabschnitte 10, 11 sind in Richtung zur Kokille 1 ausgestellt und sind dabei bogenförmig konfiguriert. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Umleitabschnitte 10, 11 identisch, das heißt rinnenförmig ausgebildet. Die genaue Kontur bzw. der Radius der rinnenförmigen Abschnitte ist bevorzugt auf den Tiefenverlauf der Kühlnuten 7 abgestimmt. Die Kühlnuten 7 besitzen im Ein- und Ausströmbereich vorzugsweise einen Radius, um Verwirbelungen im Kühlwasserstrom beim Eintritt in die Kühlnuten 7 zu vermeiden. Dieser Radius kann auch bei den bogenförmigen Umleitabschnitten verwendet werden.
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