CH638411A5

CH638411A5 - Verfahren zum verformen eines verschlissenen, konischen, insbesondere gebogenen kokillenrohres.

Info

Publication number: CH638411A5
Application number: CH676879A
Authority: CH
Inventors: Diethelm Mettler
Original assignee: Accumold Ag
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1983-09-30
Also published as: BR8004441A; US4457151A; EP0023034A1; JPS5617123A; ATE2654T1; EP0023034B1; JPS626899B2; DE3062204D1; CA1166423A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen eines verschlissenen, konischen, insbesondere gebogenen Kokillenrohres für das Stranggiessen, wobei ein Kaliberdorn in den Kokillenhohlraum eingeführt, Sprengstoff auf der Rohraussenseite angebracht und durch dessen Detonation der Kokillenhohlraum auf die Abmessungen des Kaliberdornes verformt wird.

Beim Stranggiessen von Metall, insbesondere von Stahl, werden Durchlaufkokillen mit gerader oder gebogener Form verwendet. Im allgemeinen sind die den Formhohlraum bildenden Wände dieser Kokillen aus Kupfer bzw. Kupferlegierungen gefertigt. Für kleinere Strangquerschnitte, z.B. Knüppel und kleinere Vorblockformate, sind sie in der Regel aus Rohren hergestellt. Um die bei vielen Stahlqualitäten ausgeprägte Schrumpfung des in der Kokille oberflächlich erstarrenden Stranges im Hinblick auf eine ausreichende Kühlung zu kompensieren, ist der grösste Teil der Rohrkokillen mit einer zur Abzugsseite des Stranges hin zulaufenden Konizität versehen. Besonders im Badspiegelbereich und hier vor allem bei Anlagen mit Badspiegelregulierungen sind die Kokillen einem besonderen Verschleiss ausgesetzt, wodurch es zu Beschädigungen der Kokillenoberfläche, wie z.B. grossflächigen Ausfressungen und oftmals tiefgehenden Rissen, insbesondere bei Rohren mit hohen Gusszahlen, kommt.

Nicht zu vermeidende thermische Spannungen führen obendrein zu einem Einziehen des Rohres im Badspiegelbereich und zu einem Aufweiten, verstärkt durch Abrieb, am Strangabzugsende der Kokille, wodurch es zu einer unerwünschten «verkehrten Konizität» kommt.

Die Herstellung eines gezogenen, konischen Rohres mit erforderlichen kleinstmöglichen Toleranzen bedarf eines grossen, apparativen Aufwandes und ist dadurch mit erheblichen Kosten verbunden, speziell bei Rohren mit gebogenem Formhohlraum. Um die Lebensdauer solcher teuren Kokillenrohre durch Wiederaufbereitung zu erhöhen, sind spezielle Techniken der Rekalibrierung entwickelt worden. Kokillenrohre mit unterschiedlichen Konussen waren von der Rekalibrierung ausgeschlossen.

Zurzeit werden gebrauchte Kokillen mit praktisch unveränderter Konizität und mehr oder weniger nur unmassgebenden Beschädigungen, wie z. B. oberflächliche Risse in der Rohrinnenwand, nach einer Kokillenreise für den weiteren s Betrieb zur Instandsetzung einer mechanischen Nachbearbeitung, wie z. B. Schleifen, Hobeln usw., der Innenflächen unterworfen. Eine solche Verfahrensweise ist jedoch automatisch mit einer oftmals einige Millimeter betragenden Formatvergrösserung verbunden, was wegen der nachge-io schalteten Weiterverarbeitung des Stranggussmaterials, z.B. im Walzwerk, wegen der dort vorgegebenen Stichkaliber in den meisten Fällen nicht tolerierbar ist.

Diese Nachteile sind mit einem aus der DE-AS 2 533 528 bekannten, bisher wenig angewendeten weiteren Verfahren 15 teilweise verbessert worden, mit dessen Hilfe es zum einen möglich ist, konische, aber auch unterschiedlich konische, gebogene Kokillen durch Verformung eines Rohlings über eine Matrize mittels Sprengstoff herzustellen und zum anderen auf gleiche Art und Weise gebrauchte, durch Ver-20 schleiss aufgeweitete Rohrkokillen wieder auf die ursprünglichen Kokillenmasse zu verkleinern. Die Wände des Formhohlraumes sollen hierdurch in der Regel wiederum die Eigenschaften einer neuen Kokille erhalten.

In der Praxis jedoch hat es sich gezeigt, dass die aufgrund 25 der schon erwähnten Badspiegelregulierungen tiefergehenden Risse durch das beschriebene Rekalibrieren nicht mehr weggebracht werden können. Eine Überlappung der Risswände während der Sprengverformung ist die Folge, wodurch es zu unzumutbaren Oberflächenfehlern, auch noch 30 nach allfalliger Verchromung, kommt, welche einen Wiedergebrauch der Rohre aufgrund schlechter Strangoberflächenqualität auch weiterhin ausschliessen. Denn bei erneutem Einsatz der Rohre in ihrer ursprünglichen Lage befanden sich die nur teilweise geschlossenen Risse weider im Bereich 35 der grössten thermischen Beanspruchung, würden sich wieder öffnen, und flüssiger Stahl könnte in sie eindringen, was einerseits zu Durchbrüchen, anderseits zu Löchern in der Kokillenwand, verbunden mit einem gefahrlichen Kühlwasseraustritt, führen kann. Ein notwendiges, solche Überlap-40 pungen vermeidendes tiefes Ausschleifen der Risse vor der Sprengverformung jedoch würde in dem entsprechenden Rohrbereich zu einer unzulässigen Schwächung der Kokillenwand führen. Derartige Kokillen können im Giessbetrieb nicht mehr eingesetzt werden und haben daher nach dem 45 heutigen Stand der Technik nur noch Schrottwert. Da Bad-spiegelregulierungsvorrichtungen eine ständig zunehmende Verwendung finden, nimmt demzufolge die Zahl derart geschädigter Rohre immer mehr zu, was den Vorteil einer genauen Regulierung des Badspiegels auf der einen Seite durch so erhöhten Kokillenausschuss auf der anderen Seite empfindlich schmälert.

Hier setzt die Erfindung ein, deren Ziel es ist, ein Rekalibrieren eines stark verschlissenen, herkömmlicherweise schrottreifen Kokillenrohres zu ermöglichen und auf diese 55 Weise die Lebensdauer des Kokillenrohres, mit geringerem Kostenaufwand gegenüber neuen Rohren, wesentlich zu verlängern.

Dies wird dadurch erreicht, dass für konische Kokillenrohre der konisch ausgebildete Kaliberdorn mit seiner klei-60 neren Stirnfläche von der ursprünglichen Strangaustrittsseite des Kokillenrohres her eingeführt und diese Strangaustrittsseite mittels der Detonationskraft zur Eingiessseite verformt wird.

Durch das erfmdungsgemässe Verfahren ist es möglich, 65 eine konische Kokille mit einer umgekehrten Konizität zu versehen, d.h. die ursprüngliche Strangaustrittsseite der gebrachten Kokille wird zur Eingiessseite der rekalibrierten Kokille, wodurch erwähnte verbleibende Fehler im ehemali

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gen Badspiegelbereich in den Bereich des neuen Strangaustrittsendes gelangen. Diese Fehler haben dort im Gegensatz zum Badspiegelbereich keinerlei negativen Einfluss auf das Erstarrungsverhalten des Stranges, da sich in diesem Bereich der Kokille eine Stranghaut bereits gebildet, flüssiger Stahl keinen Zutritt mehr zur Kokillenwand hat und damit nicht mehr in die Risse eindringen kann. Oberflächenfehler am erstarrten Strang bzw. Strangdurchbrüche in der Kokille können folglich vermieden werden. Ein Kokillenrohr, welches bisher der Verschrottung zugeführt werden musste, kann aufgrund der erfindungsgemässen Verformung für zumindest eine weitere Kokillenreise eingesetzt werden.

Für viele Anwendungsfälle kann es von Vorteil sein,

wenn der Querschnitt der ursprünglichen Strangaustrittsseite des Kokillenrohres zum leichteren Einführen des Domes aufgeweitet wird. Dies geschieht günstigerweise durch Sprengverformung, wobei vorteilhafterweise weiterer Sprengstoff in den vier Eckbereichen des Kokillenhohlraumes und gleichzeitig im wesentlichen in den Mittenbereichen der Aussenseite des Rohres gezündet werden.

Durch ein derartiges Aufweiten des im Querschnitt kleineren Rohrendes vor der Verformung kann auch bei im Badspiegelbereich sehr stark eingezogenen Rohren der Kaliberdorn mühelos eingeführt werden. Durch das Anbringen von Sprengstoff wird eine allseits gleichmässige Quer-schnittsvergrösserung erzielt. Hierdurch werden auch Rohre, die aufgrund der beschriebenen Einziehungen und der damit verbundenen untolerierbaren Konizitätsveränderungen herkömmlicherweise nicht mehr einsetzbar bzw. zu erneuern waren, einer Verformung und damit einem neuen Gebrauch zugeführt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer schematisch dargestellten Zeichnung im Schnitt näher erläutert:

Die Figur zeigt eine verschlissene, quadratische Rohrkokille 1 aus einer Kupferlegierung für eine Stahlstranggiess-anlage zu einem Zeitpunkt nach Einbringung eines Kaliberdomes 2 in den Kokillenhohlraum der Kokille 1. Sowohl Rohr 1 als auch Dorn 2 haben eine konische Form, wobei die Konizitäten, wie dargestellt, teilweise gegeneinander verlaufen. Mit 3 und 4 sind die Kantenlängen der gedachten Kokillenstirnfläche 14 eines Bereiches 8 des ursprünglichen Strangaustrittes bzw. des Kaliberdornfusses 15 bezeichnet,

mit 5 und 6 diejenigen eines Bereiches 9 der ursprünglichen Eingiessseite bzw. der Kaliberdornspitze 16. Im Badspiegelbereich der ehemaligen Eingiessseite 9 sind irreparable Oberflächenfehler der inneren Rohrwand mit Bezugszeichen 13 s versehen. Wenn der Dorn 2 mit seiner Spitze 16 nicht vom ursprünglichen Strangaustrittsende 8 der Kokille 1 her eingeführt werden kann, muss deren Querschnitt aufgeweitet werden. Diese Querschnittserweiterung kann mittels hydraulischer oder anderer Kraftgeräte durchgeführt werden, io In vielen Fällen bietet sich die Sprengverformung als vorteilhaftes Verfahren an. Hierbei wird in den Eckbereichen des Kokillenhohlraumes entlang weniger cm und zur Erhaltung der quadratischen Form auch an den Mitten der Aussen-seiten des Rohres gleichzeitig Sprengstoff gezündet. 15 Die Einbringung des Kaliberdornes 2 erfolgt in Pfeilrichtung 7, wobei der strichliert dargestellte Rohrteil 10 entsprechend der Form des Kaliberdomes 2 weiter aufgeweitet wird. Die dem Rohrteil 10 solcherart aufgezwungene Verformung ist teilweise plastischer, teilweise elastischer Natur. 20 Zwischen Dornspitze 6 und den Kokillenwänden der ursprünglichen Eingiessseite 9 entsteht aufgrund der gegeneinander orientierten Konizitäten ein Luftspalt 11, der je nach Form des Kaliberdomes 2 bis zu einigen mm betragen kann.

Gemäss dem in der DE-AS 2 533 528 beschriebenen Ver-25 fahren werden anschliessend die Kokillenrohrenden mittels nichtdargestellter Bodenplatten verschlossen, an den Rohr-aussenseiten 12 Sprengstoff angebracht, Kokillenrohr 1 und Dorn 2 als Einheit in einen mit Wasser gefüllten Behälter gestellt und die Ladungen elektrisch gezündet. Hierdurch wird 30 die Kokille 1 plastisch mit ihren Innenabmessungen auf die Aussenmasse des Dornes 2, dem Sollmass, verformt. Die ursprüngliche Konizität der Kokille wird dadurch umgekehrt. Auf diese Weise gelangt gesundes, rissfreies Rohrmaterial in den neuen Badspiegelbereich, während die vorhandenen 35 Oberflächenfehler 13 in den Bereich des neuen Strangaustrittes, in welchem sie keinen negativen Einfluss auf die Strangqualität ausüben können, verlagert werden.

Selbstverständlich können mit den oben beschriebenen Verfahren auch Kokillenrohre mit runden usw. Quer-40 Schnitts- und Konusformen sowie auch gerade konische Rohre verformt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Verformen eines verschlissenen, konischen, insbesondere gebogenen Kokillenrohres für das Stranggiessen, wobei ein Kaliberdorn in den Kokillenhohlraum eingeführt, Sprengstoff auf der Rohraussenseite angebracht und durch dessen Detonation der Kokillenhohlraum auf die Abmessung des Kaliberdornes verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der konisch ausgebildete Kaliberdorn mit seiner kleineren Stirnfläche von der ursprünglichen Strangaustrittsseite des Kokillenrohres her eingeführt und diese Strangaustrittsseite mittels der Detonationskraft zur Eingiessseite verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der ursprünglichen Strangaustrittsseite des Kokillenrohrs zum leichteren Einführen des Domes aufgeweitet wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt durch Sprengverformung aufgeweitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass weiterer Sprengstoff in den vier Eckbereichen des Kokillenhohlraumes und gleichzeitig im wesentlichen in den Mittenbereichen der Aussenseite des Rohres gezündet wird.