Gekühlte Stranggiesskokille Die Erfindung bezieht sich auf das Stranggiessen von Metall und betrifft eine gekühlte Stranggiess- kokille. Es ist bereits bekannt, zum Stranggiessen von Kupfer, zinkfreien Kupferlegierungen und zinkhal- tigen Kupferlegierungen, deren Zinkgehalt weniger als 1011/o beträgt, eine Kokille zu verwenden, die auf der Seite, die mit dem flüssigen Giessgut in Berührung kommt, aus Graphit besteht.
Der Graphitteil wird entweder als Einsatz oder Futter in den Metallmantel mit Übermass eingepresst, oder es wird der erwärmte Metallmantel auf das Graphitfutter aufgeschrumpft. Der Press- oder Schrumpfsitz ergibt insbesondere bei runden Kokillen einen guten Berührungsschluss zwischen dem Graphitfutter einerseits und dem Me tallmantel anderseits, was für die Wärmeableitung aus dem flüssigen Giessgut innerhalb der Kokille günstig ist. Eine gleich gute Wärmeableitung ist natürlich auch bei solchen Kokillen erwünscht, die einen von der Kreisform abweichenden Innenquer schnitt haben.
Jedoch hat sich gezeigt, dass der Zusammenbau trotz aller aufgewandten Vorsicht schwierig durchzuführen ist, wenn alle gestellten Anforderungen erfüllt sein sollen. Darüber hinaus wurde aber auch schon die Beobachtung gemacht, dass bei aus Graphit und Metall bestehenden Kokillen, deren Innenquerschnitt von der Kreis form abweicht, das Graphitfutter dazu neigt, sich von der Metallwand mit steigender Gebrauchs dauer abzuheben, wodurch zwangläufig der Wärme übergang zwischen Graphitfutter und Metallmantel leiden muss. Das kann zu Folgen führen, die in verschiedener Hinsicht nachteilig sind und deshalb vermieden werden müssen.
Entsprechende Beobach tungen konnten beim Stranggiessen von Hohlbolzen und Rohren gemacht werden, wo häufig der Dorn unter starker Wärmebelastung steht. Die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten werden bei der gekühlten, Graphit enthaltenden Stranggiesskokille mit metallischer Aussenseite durch die Erfindung dadurch vermieden, dass die Kokille aus einem Metall-Graphit-Verbundwerkstoff besteht. Der Metallüberzug kann durch elektrisches Ab scheiden oder Aufspritzen des Metalles erhalten werden. Bevorzugt wird das galvanische Nieder schlagsverfahren, insbesondere dann, wenn der Gra phit beispielsweise mit Kupfer überzogen werden soll.
Auch das Aufbringen des Metallüberzuges durch Tauchen in flüssiges Metall hat sich bewährt.
Durch den erfindungsgemässen Aufbau der Ko kille aus Metall-Graphit-Verbundwerkstoff ergeben sich schon bei einteiligen Kokillen, beispielsweise mit einem kreisförmigen Querschnitt, beachtliche Vorteile. Diese sind aber noch grösser bei zusammen gesetzten Stranggiesskokillen, z. B.
Plattenkokillen mit rechteckigem Querschnitt; denn die -Verwendung des Verbundwerkstoffes zur Herstellung von ein- oder mehrteiligen Stranggiesskokillen irgendwelcher Bau form vermeidet auf alle Fälle ein Abheben des Graphits von dem metallischen Mantel, wodurch die Nachteile grundsätzlich ausgeschlossen sind, die bei Metallkokillen mit losem Graphitfutter unter Umständen eintreten können.
Darüber hinaus er möglicht die erfindungsgemässe Kokille eine über raschende zusätzliche Steigerung der Giessgeschwin digkeit, wodurch das Gefüge des hergestellten Guss- stranges gegebenenfalls feinkörniger wird. Bei der erfindungsgemässen Kokille können auch keine Risse mehr auftreten, wie sie beispielsweise mit sehr nach teiligen Folgen bei eingesetzten Graphitplatten einer Plattenkokille beobachtet worden sind.
Es wurde weiter gefunden, dass der neue Kokillen- Bauwerkstoff sich auch zur Herstellung von Dornen für Hohlblock- oder Rohrgiesskokflen eignet. Es kommt dann auf die Wärmebelastung der form gebenden Kokillenflächen an, ob sie ganz oder nur teilweise aus dem erfindungsgemässen Verbundwerk stoff hergestellt werden, wobei denkbar ist, dass eine Ganzmetallkokille einen Dorn aus Verbundwerk stoff erhält, oder umgekehrt, oder beide Teile aus dem Verbundwerkstoff bestehen.
Die erfindungsge mässe Kokille ist vornehmlich zum Stranggiessen von Kupfer und Kupferlegierungen der eingangs näher bezeichneten Art bestimmt, jedoch auf diese Metalle nicht beschränkt; sie eignet sich auch z. B. für das Stranggiessen von Eisen und Eisenlegierungen, insbesondere Stahl.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar in der Gestalt einer Rohrkokille mit Dorn, zum Giessen von Hohlblöcken, wird nachstehend be schrieben und an der Zeichnung erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht der Kokille, Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1 nach A-B. Mit 10 ist ein metallischer Kühlmantel bezeichnet; 10a und 10b deuten die Wasserzu- bzw. -abführung an. Der rohrförmige Teil 11 schliesst den Kühlman tel 10 nach innen ab; 12 bezeichnet den Kühlwasser raum.
Der Rohrteil 11 besteht an seiner innern Seite lla aus Graphit, an seiner äussern llb aus Metall; er sei erhalten durch elektrolytisches Nieder schlagen des Metalles auf den Graphit. Die Ober fläche des Graphitteiles lla ist die formgebende Innenfläche der Kokille.
In gleichachsiger Anordnung zu dem von dem Rohrteil 11 gebildeten Formhohlraum 16 ist ein Dorn 13 vorgesehen, der aus einer nach unten sich verjüngenden Röhre aus Metall-Graphit-Ver- bundwerkstoff besteht, wobei die Aussenseite Graphit, die Innenseite Metall ist. Um einen Kühlwasser raum 17 zu bilden, ist die Dornröhre 13 oben und unten mit Deckeln 18 und 19 abgeschlossen und Kühlwasser wird durch die Rohre 14 und 15 zu- bzw. abgeleitet.
Die Betriebsart einer derartigen Kokille ist be kannt; flüssiges Metall wird von oben her in den Formhohlraum 16 eingeführt und Vorsorge getroffen, dass es im Formhohlraum so weit erstarrt, dass sich eine Art Stopfen bildet und im fortlaufenden Betrieb unten aus der Kokille ein wenigstens im äusseren erstarrter Strang herausgezogen wird, während oben Metall nachgefüllt wird.
Cooled continuous casting mold The invention relates to the continuous casting of metal and relates to a cooled continuous casting mold. It is already known to continuously cast copper, zinc-free copper alloys and zinc-containing copper alloys whose zinc content is less than 1011 / o to use a mold which is made of graphite on the side that comes into contact with the liquid cast material.
The graphite part is either excessively pressed into the metal jacket as an insert or lining, or the heated metal jacket is shrunk onto the graphite lining. The press fit or shrink fit results in a good contact fit between the graphite lining on the one hand and the Me tallmantel on the other hand, especially in the case of round molds, which is favorable for heat dissipation from the liquid cast material within the mold. An equally good heat dissipation is of course also desirable in those molds that have an inner cross section deviating from the circular shape.
However, it has been shown that the assembly is difficult to carry out despite all the care taken if all the requirements are to be met. In addition, the observation has also been made that in molds made of graphite and metal, the inner cross-section of which deviates from the circular shape, the graphite lining tends to stand out from the metal wall with increasing use, which inevitably results in the heat transfer between graphite lining and Metal jacket has to suffer. This can lead to consequences that are disadvantageous in various respects and must therefore be avoided.
Corresponding observations could be made during the continuous casting of hollow bolts and pipes, where the mandrel is often under high heat stress. The above-described difficulties are avoided in the case of the cooled, graphite-containing continuous casting mold with a metallic exterior by the invention in that the mold consists of a metal-graphite composite. The metal coating can be obtained by electrical deposition or spraying of the metal. The galvanic precipitation process is preferred, especially when the graphite is to be coated with copper, for example.
The application of the metal coating by immersion in liquid metal has also proven successful.
The inventive construction of the Ko kille made of metal-graphite composite material results in considerable advantages even with one-piece molds, for example with a circular cross-section. However, these are even greater in the case of composite continuous casting molds, e.g. B.
Plate molds with a rectangular cross-section; because the use of the composite material for the production of one-part or multi-part continuous casting molds of any construction avoids any lifting of the graphite from the metallic shell, which basically excludes the disadvantages that can occur in metal molds with loose graphite lining under certain circumstances.
In addition, the mold according to the invention enables a surprising additional increase in the casting speed, as a result of which the structure of the cast strand produced is possibly finer-grained. In the mold according to the invention, cracks can no longer occur, as have been observed, for example, with very negative consequences in the case of graphite plates used in a plate mold.
It was also found that the new mold building material is also suitable for the production of mandrels for hollow block or pipe casting cokes. It then depends on the heat load on the shaping mold surfaces, whether they are made entirely or only partially from the composite material according to the invention, it being conceivable that an all-metal mold receives a mandrel made of composite material, or vice versa, or both parts consist of the composite material .
The mold according to the invention is primarily intended for the continuous casting of copper and copper alloys of the type described in more detail at the outset, but not limited to these metals; it is also suitable for. B. for the continuous casting of iron and iron alloys, especially steel.
An embodiment of the invention, in the form of a tubular mold with a mandrel, for casting hollow blocks, will be described below and explained in the drawing. This shows in Fig. 1 a side sectional view of the mold, Fig. 2 a cross section through Fig. 1 according to A-B. With a metallic cooling jacket is designated; 10a and 10b indicate the water supply and drainage. The tubular part 11 closes the Kühlman tel 10 from the inside; 12 denotes the cooling water room.
The tube part 11 consists of graphite on its inner side 11a and metal on its outer 11b; it was obtained by electrolytic precipitation of the metal on the graphite. The upper surface of the graphite part 11a is the shaping inner surface of the mold.
In a coaxial arrangement with the mold cavity 16 formed by the tubular part 11, a mandrel 13 is provided which consists of a downwardly tapering tube made of metal-graphite composite material, the outside being graphite and the inside being metal. In order to form a cooling water space 17, the mandrel tube 13 is closed at the top and bottom with covers 18 and 19 and cooling water is supplied or discharged through the tubes 14 and 15.
The mode of operation of such a mold is known; Liquid metal is introduced into the mold cavity 16 from above and provision is made that it solidifies in the mold cavity to such an extent that a kind of plug is formed and, during continuous operation, a strand that has solidified at least in the outer part is pulled out of the mold from below, while metal is refilled at the top becomes.