KOKILLENBREITSEITE EINER STRANGGIESSKOKILLE MIT VARIABLER MESSSTELLENDICHTE ZUR VERBESSERTEN LÄNGSRISSERKENNUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille (1), umfassend zwei benachbart zueinander angeordnete Seitenwände (2, 3), die durch jeweils mindestens eine Kupferplatte (4, 5) gebildet werden, wobei in den Kupferplatten (4, 5) zur Überwachung der Bildung von Längsrissen im Gießstrang (6) eine Anzahl an Temperaturmesselementen (7) eingebaut sind, die in Horizontalrichtung (Ho) voneinander beabstandet sind. Um Produktionsdefekte verbessert in einem frühen Stadium erkennen zu können, sieht die Erfindung vor, dass in einem sich in Horizontalrichtung (Ho) erstreckenden Mittenbereich (M) der Kupferplatten (4, 5) die Temperaturmesselemente (7) in einem ersten horizontalen Abstand (d_h1) angeordnet sind und dass in den sich an den Mittenbereich (M) anschließenden und sich in Horizontalrichtung (Ho) erstreckenden Seitenbereichen (S) der Kupferplatten (4, 5) die Temperaturmesselemente (7) in einem zweiten horizontalen Abstand (d_h2) angeordnet sind, wobei der erste horizontale Abstand (d_h1) kleiner ist als der zweite horizontale Abstand (d_h2).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille, umfassend zwei benachbart zueinander angeordnete Seitenwände, die durch jeweils mindestens eine Kupferplatte gebildet werden, wobei in den Kupferplatten zur Überwachung der Bildung von Längsrissen im Gießstrang eine Anzahl an Temperaturmesselementen eingebaut sind, die in Horizontalrichtung voneinander beabstandet sind.

[0002] Eine Stranggießkokille der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise in der US 9 709 515 B2 beschrieben. In den Kupferplatten der Kokille ist ein gleichmäßig angeordnetes Lochmuster eingearbeitet, wobei eine Vielzahl von Temperaturmesselementen gleichmäßig verteilt über die Fläche der Kupferplatte angeordnet ist, um den Temperaturverlauf während des Gießvorgangs beobachten zu können. Damit können Risse im Gießstrang bereits während der Produktion desselben erkannt werden. Ähnliche Lösungen offenbaren die WO 2009/149680 A1, die CN 101985166 B und die JP 2008073748A.

[0003] Bei den vorbekannten Lösungen ergibt sich nachteilig häufig folgender Umstand: In einem gewissen Durchmesserbereich um das Temperaturmesselement herum kann eine hinreichend genaue Temperaturüberwachung stattfinden. Allerdings kommt es teilweise zu keiner hinreichenden Überlappung, sodass ein blinder Bereich entsteht, der nicht ausreichend überwacht werden kann. So ergibt sich beispielsweise ein Erfassungsbereich für Längsrisse, der die Temperatur innerhalb eines Abstands von 50 mm um das Temperaturmesselement messen kann. Sind die Temperaturmesselemente 200 mm voneinander beanstandet (was im Stand der Technik typischerweise vorgesehen ist), ergibt sich zwischen zwei Messelementen ein blinder Bereich von 100 mm.

[0004] Somit ergibt sich nachteilig, dass bei vorbekannten Lösungen häufig Längsrisse messtechnisch nicht hinreichend erfasst werden können.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Stranggießkokille so fortzubilden, dass es möglich wird, Produktionsdefekte in einem frühen Stadium verbessert erkennen zu können. Dabei soll allerdings der Aufwand nicht übermäßig hoch getrieben werden müssen, insbesondere was die Versorgung mit Temperaturmesselementen anbelangt.

[0006] Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem sich in Horizontalrichtung erstreckenden Mittenbereich der Kupferplatten die Temperaturmesselemente in einem ersten horizontalen Abstand angeordnet sind und dass in den sich an den Mittenbereich anschließenden und sich in Horizontalrichtung erstreckenden Seitenbereichen der Kupferplatten die Temperaturmesselemente in einem zweiten horizontalen Abstand angeordnet sind, wobei der erste horizontale Abstand kleiner ist als der zweite horizontale Abstand.

[0007] Dabei erstreckt sich der Mittenbereich vorzugsweise über eine horizontale Erstreckung von mindestens 200 mm, besonders bevorzugt über mindestens 300 mm.

[0008] Der erste horizontale Abstand ist vorzugsweise kleiner als 100 mm ist, besonders bevorzugt kleiner als 80 mm. Indes ist der zweite horizontale Abstand vorzugsweise größer als 100 mm, besonders bevorzugt größer als 120 mm.

[0009] Im Mittenbereich sind bevorzugt mindestens vier Temperaturmesselemente in vertikale Richtung übereinander angeordnet.

[0010] In den Seitenbereichen sind hingegen in vertikale Richtung übereinander bevorzugt weniger Temperaturmesselemente angeordnet als im Mittenbereich. Insbesondere können in den Seitenbereichen in vertikale Richtung übereinander zwei Temperaturmesselemente angeordnet sein.

[0011] In einem zentralen Abschnitt des Mittenbereichs können die Temperaturmesselemente in Horizontalrichtung auch enger angeordnet sein als in den Endabschnitten des Mittenbereichs.

[0012] Die Temperaturmesselemente sind bevorzugt Bestandteil eines Glasfaserkabels.

[0013] Die Temperaturmesselemente können im Bereich von Fixierungsbolzen für die Kupferplatte angeordnet sein.

[0014] Der erfindungsgemäße Vorschlag stellt also darauf ab, die Kokillen-Breitseite insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammen-Stranggießkokille mit einer variablen Messstellendichte zu versehen, um eine verbesserte Längsrisserkennung zu ermöglichen.

[0015] Dabei ist eine gezielte Erhöhung der Messstellendichte in horizontale Richtung in der Kupferplatte in speziellen Bereichen vorgesehen, namentlich im Mittenbereich der Kupferplatte, wodurch sich überraschenderweise ergeben hat, dass Längsrisse hierdurch sehr viel einfacher und zuverlässiger erkannt werden können.

[0016] Für die Realisierung der Temperaturmesselemente können Thermoelemente oder Lichtwellenleiter in die Kupferplatten der Kokille integriert werden, wodurch die Temperaturerfassung in einzelnen vertikalen Messebenen erfolgen kann.

[0017] Mit der gezielten Erhöhung der Messstellendichte in speziellen Bereichen der Kupferplatten kann eine verbesserte Früherkennung von Produktdefekten erfolgen.

[0018] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1

eine Kupferplatte einer Stranggießkokille in der Seitenansicht,

Fig. 2

die Draufsicht auf eine Stranggießkokille und

Fig. 3

einen Ausschnitt aus einer Kupferplatte mit Temperaturmesselementen und einem gegossenen Gießstrang in einem Mittenbereich der Kupferplatte.

[0019] In den Figuren 1 und 2 ist eine Stranggießkokille 1 (Figur 2) bzw. eine Kupferplatte 4, 5 derselben (Figur 1) dargestellt. Seitenwände 2 und 3 der Kokille 1 werden jeweils durch eine Kupferplatte 4 bzw. 5 gebildet. Der Gießstrang 6 wird zwischen den beiden Kupferplatten 4, 5 ausgebildet. Für die Befestigung der Kupferplatten 4, 5 sind Fixierungsbolzen 8 vorgesehen; die Fixierungsbolzen 8 befinden sich in einem Abstand P in der Kupferplatte. Die Kupferplatten 4, 5 werden jeweils durch einen Stützrahmen 13 für die Kokillen-Breitseite gestützt. Jede Kupferplatte 4, 5 hat eine Gesamtbreite Wcu und eine Höhe H.

[0020] In die Kupferplatten 4, 5 sind Temperaturmesselemente 7 eingebaut, wie es am besten aus Figur 3 ersichtlich ist. Hier sind drei Temperaturmesselemente 7 dargestellt, die in horizontale Richtung Ho benachbart zueinander angeordnet sind.

[0021] Aus Figur 3 ist auch ersichtlich, wie der Gießstrang gebildet wird. Dargestellt ist eine Strangschale 9, die an der Kupferplatte 4, 5 anliegt; im Inneren des Gießstrangs befindet sich Flüssigstahl 10. Die jeweils aktuelle Temperatur TC₁, TC₂, TC₃ wird an jeweiligen Temperaturmessstellen 12 aufgenommen.

[0022] Dargestellt ist auch ein Riss 11 in der Strangschale, den es durch Überwachung der Temperaturen der Temperaturmesselemente zu erfassen gilt.

[0023] Ein Längsriss 11 im Gießstrang kann bzw. muss angenommen werden, wenn im Mittenbereich M in mehreren (z. B. vier) vertikal übereinander angeordneten Messstellen die vom Temperaturmesselement 7 gemessene Temperatur kleiner ist als in den beiden benachbarten Bereichen.

[0024] Hierzu wird auf Figur 3 Bezug genommen, wo die Temperaturen TC₁, TC₂ und TC₃ von drei in horizontale Richtung benachbarten Temperaturmesselementen 7 angegeben ist.

[0025] Liegt die Temperatur TC₂, die in mehreren vertikal übereinander angeordneten Messstellen ermittelt wird, unterhalb den korrespondierenden Temperaturen TC₁ und TC₃, muss am Ort der TC₂-Messstelle von einem Längsriss im Gießstrang ausgegangen werden.

[0026] Um Längsrisse verbessert erkennen zu können, ist vorgesehen, dass in einem sich in Horizontalrichtung Ho erstreckenden Mittenbereich M der Kupferplatten 4, 5 die Temperaturmesselemente 7 in einem ersten horizontalen Abstand d_h1 angeordnet sind, während in den sich an den Mittenbereich M anschließenden und sich in Horizontalrichtung Ho erstreckenden Seitenbereichen S der Kupferplatten 4, 5 die Temperaturmesselemente 7 in einem zweiten horizontalen Abstand d_h2 angeordnet sind; der erste horizontale Abstand d_h1 ist dabei kleiner als der zweite horizontale Abstand d_h2.

[0027] Dabei ist beim Ausführungsbeispiel weiter vorgesehen, dass im Mittenbereich M in Vertikalrichtung V vier Reihen Temperaturmesselemente 7 übereinander angeordnet sind, während in den Seitenbereichen S nur zwei Reihen Temperaturmesselemente 7 vertikal übereinander angeordnet sind.

[0028] Bei Bedarf können auch in den Zwischenräumen zwischen zwei Temperaturmesselementen weitere Temperaturmesselemente angeordnet sein.

[0029] Im Ausführungsbeispiel ist weiterhin zu erkennen, dass in einem zentralen Abschnitt des Mittenbereichs M die Temperaturmesselemente 7 noch enger beieinander angeordnet sind als in den Randbereichen des Mittenbereichs; noch weiter beanstandet sind dann die Temperaturmesselemente 7 in den Seitenbereichen S.

[0030] Auf diese Weise kann die Überwachung der Rissbildung verbessert erfolgen.

Bezugszeichenliste:

[0031] 

1

Stranggießkokille

2

Seitenwand

3

Seitenwand

4

Kupferplatte

5

Kupferplatte

6

Gießstrang

7

Temperaturmesselement

8

Fixierungsbolzen

9

Strangschale

10

Flüssigstahl

11

Riss in der Strangschale

12

Temperaturmessstelle

13

Stützrahmen für die Kokillen-Breitseite

Ho

Horizontalrichtung

V

Vertikalrichtung

M

Mittenbereich der Kupferplatte

S

Seitenbereich der Kupferplatte

d_h

horizontaler Abstand der Temperaturmesselemente

d_h1

erster horizontaler Abstand

d_h2

zweiter horizontaler Abstand

P

Abstand der Fixierungsbolzen der Kupferplatte

Wcu

Gesamtbreite der Kupferplatte

H

Höhe der Stranggießkokille

Ansprüche

1. Stranggießkokille (1), umfassend zwei benachbart zueinander angeordnete Seitenwände (2, 3), die durch jeweils mindestens eine Kupferplatte (4, 5) gebildet werden, wobei in den Kupferplatten (4, 5) zur Überwachung der Bildung von Längsrissen im Gießstrang (6) eine Anzahl an Temperaturmesselementen (7) eingebaut sind, die in Horizontalrichtung (Ho) voneinander beabstandet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem sich in Horizontalrichtung (Ho) erstreckenden Mittenbereich (M) der Kupferplatten (4, 5) die Temperaturmesselemente (7) in einem ersten horizontalen Abstand (d_h1) angeordnet sind und
dass in den sich an den Mittenbereich (M) anschließenden und sich in Horizontalrichtung (Ho) erstreckenden Seitenbereichen (S) der Kupferplatten (4, 5) die Temperaturmesselemente (7) in einem zweiten horizontalen Abstand (d_h2) angeordnet sind,
wobei der erste horizontale Abstand (d_h1) kleiner ist als der zweite horizontale Abstand (d_h2).

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Mittenbereich (M) über eine horizontale Erstreckung von mindestens 200 mm erstreckt, vorzugsweise über mindestens 300 mm, besonders bevorzugt über mindestens 500 mm.

3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste horizontale Abstand (d_h1) kleiner als 100 mm ist, vorzugsweise kleiner als 80 mm.

4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite horizontale Abstand (d_h2) größer als 100 mm ist, vorzugsweise größer als 120 mm.

5. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittenbereich (M) mindestens vier Temperaturmesselemente (7) in vertikale Richtung (V) übereinander angeordnet sind.

6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Seitenbereichen (S) in vertikale Richtung (V) übereinander weniger Temperaturmesselemente (7) angeordnet sind als im Mittenbereich (M).

7. Stranggießkokille nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Seitenbereichen (S) in vertikale Richtung (V) übereinander zwei Temperaturmesselemente (7) angeordnet sind.

8. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zentralen Abschnitt des Mittenbereichs (M) die Temperaturmesselemente (7) in Horizontalrichtung (Ho) enger angeordnet sind als in den Endabschnitten des Mittenbereichs (M).

9. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesselemente (7) Bestandteil eines Glasfaserkabels sind.

10. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesselemente (7) im Bereich von Fixierungsbolzen (8) für die Kupferplatte (4, 5) angeordnet sind.

Zeichnung