Kaltstrangkopf-Abdichtsystem in einer Kokille einer Stranggiessanlage zum Giessen grossformatiger Vorprofile

Abstract

 Bei einem Kaltstrangkopf-Abdichtsystem in einer Kokille einer Stranggiessanlage zum Giessen grossformatiger Vorprofile ist eine den Spalt zwischen dem Kaltstrangkopf und der Kokille abdichtenden Flachdichtung (6) vorgesehen, welche an einer am Kaltstrangkopf enthaltenden Verpackungsplatte (7) festgehalten ist. Letztere weist annähernd die Querschnittsform des Kokillenprofils auf und überdeckt die Flachdichtung (6). Die Verpackungsplatte (7) ist um einen von der Konizität der Kokille (3) abhängigen Betrag zur Kokillenmitte hin verstellbar. Zu diesem Zwecke besteht sie aus zwei zueinander in einer Ebene liegenden Plattenhälften (7a, 7b). Dadurch ist es möglich, beim Einziehen des Kaltstrangkopfes den schrägen Verlauf der Kokille mit der sich zusammenziehenden Verpackungsplatte soweit auszugleichen, dass der Dichtspalt zwischen Verpackungsplatte und Kokille allseits gleichmässig bleibt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Kaltstrangkopf-Abdichtsystem in einer Kokille einer Stranggiessanlage zum Giessen grossformatiger Vorprofile, mit einer den Spalt zwischen dem Kaltstrangkopf und der Kokille abdichtenden Flachdichtung, sowie einer die Flachdichtung am Kaltstrangkopf festhaltenden Verpackungsplatte, welche annähernd die Querschnittsform des Kokillenprofils aufweist und die Flachdichtung vollumfänglich überdeckt.

[0002] Stranggiessanlagen dieser Art werden beispielsweise zum Erzeugen grosser sogenannter Beam-Blank-Formate mit einem Doppel-T-Profil von über 800 mm Länge, über 400 mm Flanschbreite und etwa 120 mm Stegdicke eingesetzt. Der Kaltstrangkopf dient bekanntlich mitunter dazu, die Kokille vor und während des Angiessvorganges unten dicht abzuschliessen.

[0003] Beim Giessen wird die Schmelze durch ein Giessrohr in den Innenraum der Kokille eingefüllt und sie erstarrt dort bis zu einem Grad, bei dem man sie mit dem Kaltstrangkopf als Warmstrang abziehen kann. Zur Kompensation der beim Erstarrungsprozess entstehenden Schrumpfung des Stranges in der Kokille verläuft letztere eine Konizität bildend von oben nach unter leicht schräg. Da grosse Beam-Blank-Formate langsamer gegossen werden als kleinere Formate, benötigt man für sie eine relativ grosse Konizität in der Kokille. Der Kokilleneintritt ist deshalb bei solchen Formaten um ca. 6-12 mm grösser als der Austritt.

[0004] Der Kaltstrangkopf mit der zugehörigen Verpackung wird vor Giessbeginn oberhalb der Kokille montiert und anschliessend in die Kokille eingezogen, bis er darin die Angiessstellung erreicht hat. Da die Verpackung bei den bekannten Systemen starr ist, entsteht dort durch die Konizität der Kokille ein Spalt an der inneren Schulter des Profils. Bei grossen Formaten hat er eine unzulässige Spaltbreite. Gerade in der Angiessstellung muss aber die Kaltstrangverpackung einwandfrei dichten, um zu verhindern, dass beim Angiessen Schmelze aus dem Innenraum der Kokille herausfliesst. Die bisher bekannten Systeme eignen sich daher nicht zum Giessen von besonders grossformatigen Profilen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine Kaltstrangverpackung zu schaffen, die beim Angiessen auch bei besonders grossen Formaten die volle Dichtigkeit der Kaltstrangverpackung gewährleistet.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die die Flachdichtung festhaltende Verpackungsplatte um einen von der Konizität der Kokille abhängigen Betrag zur Kokillenmitte hin verstellbar ist.

[0007] Dadurch ist es möglich, beim Einziehen des Kaltstrangkopfes den schrägen Verlauf der Kokille mit der sich zusammenziehenden Verpackungsplatte soweit auszugleichen, dass der Dichtspalt zwischen Verpackungsplatte und Kokille allseits gleichmässig bleibt. Dadurch kann ihn die Flachdichtung auch beim Giessen besonders grosser Formate voll abdichten.

[0008] Zwecks einer einfachen Konstruktion und einer sicheren Arbeitsweise sieht die Erfindung ferner vor, dass die Verpackungsplatte zweiteilig ausgebildet ist, wobei beide Plattenhälften zur Kokillenmitte hin verschiebbar sind und durch einen Abstand zueinander getrennt sind, dessen Breite von der Konizität der Kokille abhängig ist. Beim Einziehen des Kaltstrangkopfes in die Kokille werden die Plattenhälften im Millimeterbereich innerhalb des Abstandes eingezogen. Bei entsprechender Bemessung des Abstandes kann man auf diese Weise den schrägen Verlauf der Kokille vollständig kompensieren.

[0009] Zur Vereinfachung der Fertigung ist es ebenfalls von Vorteil, wenn der Abstand mittig gebildet ist. Dadurch ist es möglich, beiden Plattenhälften identisch auszubilden.

[0010] Im Sinne einer stabilen Halterung der verschiebbaren Plattenhälften weist der Kaltstrangkopf erfindungsgemäss eine beide Plattenhälften überdeckende einteilige Verpackungsplatte auf, die an den Kaltstrangkopf geklemmt ist. Die Plattenhälften sind somit flächenmässig durch die einteilige Verpackungsplatte sicher gehalten, ohne ihre Verschiebbarkeit zu beeinträchtigen.

[0011] Die einteilige Verpackungsplatte ist zweckmässigerweise an den Kaltstrangkopf mit auf diesem befestigten Zugankern geklemmt. Die Zuganker dienen auch in bekannter Weise zur Aufnahme der zwischen Kaltstrang und Warmstrang wirkenden Zugkräfte.

[0012] Zur freien Beweglichkeit der verschiebbaren Plattenhälften im Bereich der Zuganker sieht die Erfindung vor, dass die Plattenhälften mit als Langlöcher ausgebildeten Durchgangslöchern für die Zuganker versehen sind.

[0013] Zwecks einer einwandfreien Aufnahme der wirkenden Kräfte beim Einziehen der Flachdichtung ist die einteilige Verpackungsplatte erfindungsgemäss mit einer in Längsrichtung verlaufenden Verstärkungsrippe versehen, womit ihre Steifigkeit insbesondere im Stegbereich verbessert wird.

[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

eine erfindungsgemässe Kaltstrangverpackung, in der Seitenansicht und in der Angiessstellung dargestellt,

Fig. 2

die Kaltstrangverpackung nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3

die Flachdichtung des Kaltstrangkopfes nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 4

die zweiteilige Verpackungsplatte des Kaltstrangkopfes nach Fig. 1 ebenfalls in Draufsicht,

Fig. 5

die einteilige Verpackungsplatte des Kaltstrangkopfes nach Fig. 1 von oben,

Fig. 6

die Kokille gemäss Fig. 1 schematisch in Draufsicht dargestellt,

Fig. 7

schematisch einen Schnitt durch die Kokille entlang der Linie VII - VII in Fig. 7 mit einer Veranschaulichung der Kaltstrangverpackung in verschiedenen Positionen, und

Fig. 8

schematisch einen Teilschnitt der Kokille und einem Teil des Kaltstrangkopfes gemäss Fig. 7.

[0015] Der in den Figuren 1 bis 8 gezeigte Kaltstrangkopf 1 ist mit einer erfindungsgemässen Kaltstrangverpackung 2 ausgestattet. Er ist in der Startstellung vor Beginn des Giessvorganges dargestellt, in welcher er den Innenraum einer Kokille 3 zum Giessen eines grossformatigen Beam-Blank Doppel-T-Profils von ca. 800 mm Breite, 400 mm Flanschbreite und 120 mm Stegdicke unten abschliesst. Oberhalb des Kaltstrangkopfes 1 befindet sich mindestens ein in die Kokille 3 ragendes Giessrohr 4, durch welches beim Giessen Stahlschmelze in den Innenraum der Kokille 3 eingefüllt wird. Unterhalb des Kaltstrangkopfes 1 ist dieser an einer Ausziehvorrichtung 5 angekoppelt, mittels derer der Strang aus der Kokille 3 gezogen wird.

[0016] Wie insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, besteht die Kaltstrangverpackung 2 aus einer Flachdichtung 6 und zwei Verpackungsplatten 7 und 8, wobei die Verpackungsplatte 7 in zwei symmetrisch zueinander in einer Ebene liegenden Plattenhälften 7a, 7b geteilt ist, zwischen denen ein mittig angeordneter, durchgehender Abstand 9 von ca. 10 bis 20 mm vorhanden ist. Die Verpackungsplatte 8 dagegen ist einteilig und rechteckig ausgebildet und überdeckt die Plattenhälften 7a, 7b im Stegbereich. Die Verpackungsplatten 7 und 8 sind aus Stahlblech mit ca. 8-15 mm Blechdicke hergestellt.

[0017] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, hat die Flachdichtung 6 die gleiche Aussenkontur wie die Innenkontur der Kokille, jedoch mit einem umfänglich kleinen Übermass von ca. 15 bis 25 mm. Sie kann aus Filz mit einer Dicke von ca. 6-12 mm, aber auch ohne weiteres aus jedem anderen Material mit vergleichbaren Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Elastizität und der Hitzebeständigkeit hergestellt werden.

[0018] Die Kaltstrangverpackung 2 wird am Kaltstrangkopf 1 ausserhalb der Kokille 3 montiert. Dabei wird die Flachdichtung 6 zwischen dem Kaltstrangkopf 1 und den Plattenhälften 7a, 7b überstehend eingeklemmt. Beim Einziehen des Kaltstrangkopfes 1 in die Kokille biegt sich dann die überstehende Flachdichtung um den Aussenrand der Plattenhälften 7a, 7b gegen die Innenwände der Kokille und dichtet den ca. 4-8 mm breiten Spalt zwischen Verpackungsplatten und Kokille rundum ab, damit aus dieser keine Stahlschmelze während des Angiessens herausfliesst.

[0019] Die einteilige Verpackungsplatte 8 ist ihrerseits gegen die beiden Plattenhälften 7a, 7b angedrückt und hat zusammen mit ihnen die Aufgabe, die beim Einziehen der Flachdichtung 6 wirkenden Kräfte im gesamten Profilbereich einschliesslich des Stegbereiches aufzunehmen.

[0020] Zur Befestigung der Kaltstrangverpackung 2 am Kaltstrangkopf 1 dienen Zuganker 10, 11 in Gestalt von Bolzen 12 welche mit dem unteren Teil 13 in den Kaltstrangkopf 1 eingesetzt und mit einem Querbolzen verriegelt wird, sowie einem oberen Gewindeteil 14, auf dem eine Mutter 15 aufgeschraubt ist. Die Plattenhälften 7a, 7b haben Langlöcher 16 bzw. 17 als Durchgangslöcher für die Zuganker 10 und 11. Die Muttern 15 sind gegen Andrückbüchsen 18 festgeschraubt, die ihrerseits gegen die einteilige Verpackungsplatte 8 angedrückt sind. Beim Montieren ist auf die Verschiebbarkeit der Verpackungsplatten zu achten, d.h. man darf die Muttern 15 nicht zu fest anziehen, ausser man legt einen Distanzring zwischen die Platten. Die Zuganker 10 und 11 übernehmen auch die Zugkräfte, die zwischen Warmstrang und Kaltstrang beim Ausziehen des Stranges wirksam sind.

[0021] Um die beiden Plattenhälften 7a, 7b insbesondere im Stegbereich sicher zu halten, ist die einteilige Verpackungsplatte 8 mit einer in Längsrichtung verlaufenden Verstärkungsrippe 23 versehen, die der Verpackungsplatte 8 eine höhere Steifigkeit im mittleren Bereich verleiht. Die Verstärkungsrippe 23 erstreckt sich zwischen den beiden Zugankern 10 und 11.

[0022] Für die Steifigkeit der Platte 8 können noch nicht näher dargestellte Verstärkungen vorgesehen sein.

[0023] Fig. 7 zeigt die Kokille 3 im Schnitt entlang der Linie VII - VII gemäss Fig. 6 und schematisch die Kaltstrangverpackung 2 in der Position 2.1 vor dem Einfahren, in der Position 2.2 unmittelbar nach dem Einfahren in die Kokille 3 und zusätzlich in der Position 2.3 beim Erreichen des unteren Endes der Kokille 3, wie dies vergrössert auch in Fig. 8 veranschaulicht ist.

[0024] Die Flachdichtung 6 steht rundum zu der oberhalb dieser befindlichen Verpackungsplatte 7 seitlich vor. Hierdurch wird sie von der Kokille 3 gleichmässig als Lasche 6' abgewinkelt und befindet sich damit zwischen der sich verstellenden Verpackungsplatte 7 und der Kokille und bildet rundum eine sichere Abdichtung. Bei der Abwärtsverschiebung des Kaltstrangkopfes 1 in der Kokille 3 wird die verstellbare Verpackungsplatte 7 durch die rundum an der Kokille anliegende Flachdichtung stets zur Kokillenmitte hin verschoben. Es wird damit gleichsam bewirkt, dass der Dichtspalt zwischen ihr und der Verpackungsplatte 7 gleichmässig bleibt. In der Position 2.2 unmittelbar nach dem Einfahren der Kaltstrangverpackung 2 befindet sich die Verpackungsplatte 7 im Verhältnis zu der kürzeren Verpackungsplatte 8 nach aussen geschoben, indessen in der Position 2.3 ist diese Verpackungsplatte 7 vergleichsweise mehr nach innen verschoben.

[0025] Dadurch ist sichergestellt, dass in der dargestellten Angiessstellung 2.3 die Flachdichtung 6 mit der rundum gebildeten Lasche 6' den Dichtspalt rundum und insbesondere auch an der inneren Schulter des Profils rundum abdichtet.

[0026] Hinsichtlich der Einziehbarkeit der Verpackungsplatte 7 ist es auch im Rahmen der Erfindung möglich, andere wirkungsmässig vergleichbare Elemente, wie etwa nachgiebige Plattenbereiche oder dergleichen vorzusehen. Es ist auch im Rahmen der Erfindung möglich, den Abstand 9 je nach Profilgeometrie anders als gleichmässig auszubilden bzw. anders als mittig in der Verpackungsplatte zu platzieren.

Ansprüche

1. Kaltstrangkopf-Abdichtsystem in einer Kokille einer Stranggiessanlage zum Giessen grossformatiger Vorprofile, mit einer den Spalt zwischen dem Kaltstrangkopf und der Kokille abdichtenden Flachdichtung (6), sowie einer die Flachdichtung am Kaltstrangkopf festhaltenden Verpackungsplatte (7), welche annähernd die Querschnittsform des Kokillenprofils aufweist und die Flachdichtung (6) überdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verpackungsplatte (7) um einen von der Konizität der Kokille (3) abhängigen Betrag zur Kokillenmitte hin verstellbar ist.

2. Kaltstrangkopf-Abdichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsplatte (7) aus zwei symmetrisch zueinander in einer Ebene liegenden Plattenhälften (7a, 7b) besteht, welche zur Kokillenmitte hin verschiebbar und in einem Abstand (9) voneinander getrennt sind, dessen Breite von der Konizität der Kokille (3) abhängig ist.

3. Kaltstrangkopf-Abdichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachdichtung (6) rundum zu der oberhalb dieser befindlichen Verpackungsplatte (7) seitlich vorsteht, und sie damit von der Kokille (3) gleichmässig abgewinkelt wird und sich zwischen der Verpackungsplatte (7) und der Kokille (3) befindet und rundum eine sichere Abdichtung bildet.

4. Kaltstrangkopf-Abdichtsystem nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine die zweiteilige Verpackungsplatte (7) überdeckende einteilige Verpackungsplatte (8) vorgesehen ist, die am Kaltstrangkopf (1) montiert ist.

5. Kaltstrangkopf-Abdichtsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einteilige Verpackungsplatte (8) gegen den Kaltstrangkopf (1) mit auf diesem befestigten Zugankern (10, 11) montiert ist.

6. Kaltstrangkopf-Abdichtsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenhälften (7a, 7b) der zweiteiligen Verpackungsplatte (7) mit als Langlöcher ausgebildeten Durchgangslöchern (16, 17) für die Zuganker (10, 11) versehen sind.

7. Kaltstrangkopf-Abdichtsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einteilige Verpackungsplatte (8) mit einer in Längsrichtung verlaufenden Verstärkungsrippe (23) versehen ist.

Zeichnung