Es ist bekannt, Kokillen für Stranggießanlagen bzw. deren Wände mit paraboli- scher Konizität zu versehen. Bei diesen Kokillen ist eine bestimmte paraboli- sche Kontur in die dem Formhohlraum der Gießform zugewandten Seite einge- arbeitet, beispielsweise durch Fräsen oder Gießen. Grund für derartige parabo- lische Konturen ist der Ansatz, die Kokillenform dem sich naturgemäß durch das Schrumpfen bildenden Verlauf des Stranges bzw. der Strangschale anzu- passen, um möglichst die Gefahr von Rißbildungen in der Strangschale zu ver- meiden. Eine geeignete Parabolizität, d. h. Krümmungsverlauf einer Parabel, kann jeweils für ein bestimmtes zu vergießendes Material in Abhängigkeit der jeweiligen weiteren Betriebsparameter, wie beispielsweise Gießgeschwindigkeit und Kühlung, mittels Berechnungen bestimmt und die Seitenwand entspre- chend ausgebildet werden. Eine Kokille mit einer konstanten parabolischen Ko- nizität ist folglich nur für bestimmte, der jeweiligen Rechnung zugrundegelegten Betriebsparameter optimal. Sobald die Betriebsparameter hiervon abweichen, steigt die Gefahr von Fehlern.

Aus der EP 0 686 445 A1 sind Kokillen mit Seitenplatten bzw. Seitenwänden linearer Konizität bekannt. Im Betriebszustand werden die jeweiligen Seiten- wände insbesondere in Höhe des Meniskus stärker aufgeheizt als in anderen

Wandbereichen, und in Folge hiervon bauchen sich die Seitenwände nach au- ßen, d. h. weg von dem Formhohlraum, aus. Es wird nun vorgeschlagen, mittels Steuerung des für die Kühlung der Kokille genutzten Kühlwassers einen derar- tigen hydraulischen Gegendruck auf die sich auswölbende Seitenwand aufzu- bringen, so daß deren (nicht beabsichtigte) Deformation kompensiert wird und die Seitenwand ihre ursprüngliche lineare Oberfläche wieder annimmt. Hierfür wird zwischen der Seitenwand der Kokille und einer Tragrahmenaußenwand und dem hierdurch gebildeten Raum eine Zwischenwand vorgesehen und zwi- schen die Seitenwand und die Zwischenwand, die in ihrem Abstand zur Seiten- wand einstellbar ist, unter Druck Kühlwasser geführt. Auf diese Weise wird er- reicht, daß zum einen die negative Krümmung der Seitenwand kompensiert wird und zum anderen der sich weiter unten gebildete Zwischenraum zwischen der Seitenwand und der Strangschale vermindert und damit der Wärmeüber- gangskoeffizient erhöht wird.

Diese Regelung der linearen Konizität mittels Wasserdruck weist aber die Nachteile auf, daß enorme hydraulische Krafteinwirkungen notwendig sind, um die erforderlichen Gegendrücke zur Kompensation der Veränderungen der Ko- nizität der Seitenwände aufzubringen. Die Beeinflussung partieller Bereiche soll über ein Kammersystem erfolgen, was große Unterschiede der spezifischen Druckbereiche der Kühlflüssigkeit in den jeweiligen Kammern erfordert. Zudem wird das Kühlwasser, das für eine optimale Kühlung der Kokille sorgen soll, mit einer weiteren Aufgabe überlagert, was sich nachteilig auf die Kühleigenschaf- ten auswirkt.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Kokille sowie ein Verfahren der beschriebenen Art mit der Möglichkeit einer Anpassung der Koni- zität der Seitenwände vorzuschlagen, wobei der wichtige Parameter des Kühl- wasser nur für die Kühlung der Kokillenseitenwände freigehalten und nicht mit anderen weiteren Aufgaben überlagert wird.

Die Erfindung wird durch eine Kokille mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge- löst sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteil- hafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Kern der Erfindung ist die Ausstattung einer Kokille mit Mitteln zur Beeinflus- sung der Konizität der jeweiligen im Betriebszustand flexiblen, im Sinne von verformbaren, Seitenwand, insbesondere Schmalseitenwand, sowie mit Steu- ermittel hierzu, wobei die Beeinflussungsmittel mindestens ein Druckelement mechanischer Art umfassen, das jeweils auf die dem Formhohlraum abge- wandten Seite der Seitenwand einen einstellbaren Druck ausübt, und wobei durch Überlagerung der durch die jeweiligen Druckelemente aufgebrachten Verformung mit der parabolischen Konizität eine gewünschte Gesamtparaboli- zität einstellbar ist. Unter parabolischen Konizität wird in diesem Zusammen- hang eine der Strangschalenschrumpfung angenäherte parabolische Kontur mit dem Scheitelpunkt der Parabel am unteren Ende der Schmalseitenwand ver- standen. Aufgrund der durch die Druckelemente aufgebrachten Verformung wird die Gesamtparabolizität über die Gesamtlänge der Schmalseitenwand ge- sehen verändert. Ebenfalls sind räumliche begrenzte Einflüsse denkbar.

Verfahrensgemäß wird vorgeschlagen, die Ist-Parabolizität einer Schmalsei- tenwand mit parabolischer Konizität zu bestimmen und eine Soll-Parabolizität dieser Schmalseitenwand durch Überlagerung der Ist-Parabolizität mittels eines Druckeinflusses mindestens eines Druckelementes mechanischer Art einzu- stellen, wobei das jeweilige Druckelement über einen definierten Verstellweg zur Ausübung eines definiertes Drucks p auf die dem Formhohlraum abge- wandte Seite einer im Betriebszustand flexiblen Schmalseitenwand bewegt wird.

Insgesamt ergibt sich durch diese optimale Anpassung der Kokillenseitenwände an das jeweilige Schrumpfungsverhalten des Strangs eine gleichmäßige Wär- meabfuhr und damit eine geringere Gefahr von Oberflächenfehlern. Zudem wird

die Durchbruchgefahr für den Strang vermindert. Insgesamt sind höhere Gieß- geschwindigkeiten erreichbar.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die jeweiligen Druckelemente mechanischer Art Druckstifte. Der Begriff Druckstift beschränkt die Druckelemente allerdings nicht auf die Ausbildung mit einem sich länglich erstreckenden Körper und einer Spitze für eine punktuelle oder partielle Kraft- einleitung. Vor allem soll eine flächige Krafteinleitung durch die Druckstifte zur Kompensation der jeweiligen ausgewölbten Seitenwandfläche erreicht werden.

Dies ist möglich, indem Druckstifte über eine flächiges Zwischenstück an der Seitenwand angreifen oder indem der Körper oder das Ende der jeweiligen Druckstifte nicht spitz, sondern flächig ausgebildet ist.

Die Anzahl der Druckelemente ist nicht auf ein einzelnes Druckelement be- schränkt. Insbesondere ist es günstig, daß eine Mehr-oder Vielzahl solcher Druckelemente zum Einsatz kommen, die dann beispielsweise zur flächigen Druckausübung in Gruppen oder bestimmten Formationen angeordnet sind.

Hinsichtlich bevorzugter Plazierungen wird in den Ansprüchen 5 und 6 vorge- schlagen, daß ein Druckelement in Höhe des Meniskus des eingebrachten flüs- sigen Metalls angeordnet ist. Gleichzeitig können hier bevorzugt mehrere Druk- elemente angeordnet werden, um gerade die in Höhe des Meniskus der Schmelze sich ausbildende Ausbauchung zu kompensieren. Vorzugsweise sollen dieses Druckelement oder diese mehreren Druckelemente in etwa mittig zur Mittenlängsachse der Schmalseitenwand angeordnet sein, um die Einlei- tung der Kraft gleichmäßig auf die beiden Teile der Schmalseitenwand zu ver- teilen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Druckelemente an dem Tragrahmen der Kokille angeordnet und über einen definierten Verstellweg an die Schmalseitenwand und zurück bewegbar, vorzugsweise verfahrbar. Dann umfassen die Steuermittel zur Bewegung der jeweiligen Druckelemente minde-

stens einen Antrieb. Mit diesem Antrieb, der vorzugsweise als Linearmotor aus- gebildet ist, ist eine Recheneinheit verbunden, in die eine bestimmte Auswahl von Betriebsparametern des Stranggießprozesses eingehen und die die Stellsi- gnale an den Antrieb übermittelt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Tragrahmen der Kokille an den jeweiligen Kokillenseiten, insbesondere an den Schmalseiten, eine innere Platte und eine hierzu parallel beabstandet angeordnete äußere Platte. Die innere Platte ist mit der Seite der Schmalseitenwand, die vom Form- hohlraum weg weist, unmittelbar verbunden, beispielsweise ist sie an diese an- geschraubt. Die Schmalseitenwand besteht aus einer Kupferplatte. Durch die Verbindung der Schmalseitenwand mit der inneren Platte des Tragrahmens entsteht eine doublierte Wand, die im Betriebszustand verformbar ist. Die bei- den Platten, d. h. die innere und die äußere Platte, sind jeweils kopf-und bo- denseitig über Stützbleche zur Versteifung miteinander verbunden.

An der dem Formhohlraum abgewandten Seite der inneren Platte sind ein-oder zweistückig Aufnahmeelemente für einen oder mehrere Druckstifte vorgesehen, d. h. diese Aufnahmeelemente können angeformt oder lösbar an der innere Platte angeordnet sein. Diese Aufnahmeelemente sind beispielsweise quader- förmig, vorzugsweise plattenförmig, sich über die Breite der Schmalseitenwand erstreckend, ausgebildet. Es können also ein Aufnahmeelement für mehrere oder mehrere Aufnahmeelemente für jeweils ein Druckstift vorgesehen sein.

Diese Aufnahmeelemente weisen eine Ausnehmung auf, in die das erste Ende des Druckstiftes, d. h. das Ende, das zum Formhohlraum zeigt, eingreift.

Die äußere Platte übernimmt die Führungsfunktion für den jeweiligen Druckstift.

Hierzu weist sie mindestens eine Öffnung auf, die so geformt ist, daß sie dem Querschnitt der Außenfläche des jeweiligen Druckstiftes entspricht. Hierbei liegt eine Öffnung auf gleicher Höhe oder annähernd auf gleicher Höhe mit einem Aufnahmeelement, jeweils von den Stützblechen aus gesehen. Mittels eines Einzelantriebs oder eines gemeinsamen Antriebs werden die jeweiligen Druck-

stifte, die, in der Öffnung geführt und mit ihrer ggf. vorliegenden ; Spitze in Ein- griff mit der Ausnehmung des jeweiligen Aufnahmeelementes kommend, paral- lel oder in einem bestimmten Winkel zu den Stützblechen, über einen Verstell- weg in Richtung Formhohlraum und zurück verfahren.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran- sprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombinationen von Merkmalen auch Merk- male alleine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Übersicht einer Stranggießanlage für Stahl mit einer erfindungsgemäßen Kokille, deren Konizität der Seitenwände mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens beeinflußt wird ; Fig. 2 schematisch einen Ausschnitt eines Kokillentragrahmens mit einer Schmalseitenwand, im Schnitt dargestellt ; Fig. 3 schematisch den Schnitt A-A der Fig. 2.

Figur 1 gibt eine schematische Übersicht über eine Stranggießanlage 1, in der die erfindungsgemäße Kokille zum Einsatz kommt. Die dargestellte Stranggieß- anlage soll als Beispiel dienen für eine Vielzahl möglicher Anlagentypen. Die erfindungsgemäße Kokille kann als Plattenkokille zur Herstellung von Brammen oder Vorblöcken, als Rohrkokille zur Herstellung von Knüppeln dienen. Nicht ausgeschlossen ist auch die Verwendung zum Herstellen von Dünnbrammen.

Die dargestellte Stranggießanlage 1 besteht im wesentlichen aus einer Gieß- pfanne 2, aus der das flüssige Metall 3 über ein Schattenrohr 4 in den Verteiler 5 und von dort über einen Tauchausguß 6 in die Kokille 7 gelangt. Vor Gießbe- ginn wird der Boden der Kokille mit dem sog. Kaltstrang verschlossen. Sobald die vorgeschriebene Badspiegelhöhe erreicht ist, wird der in seiner Randzone erstarrte Strang 8 zunächst mit Hilfe des Kaltstrangs und später durch die Trei-

brollen aus der Kokille 7 gezogen. Um u. a. Kernseigerungen zu vermeiden und die Gießqualität zu verbessern, verläuft der Strang 8 bei der gezeigten Ausfüh- rungsform nach Austritt aus der Kokille 7 durch eine Rührspule 9 und anschlie- ßend durch eine Sekundärkühlzone 10. Danach schließen sich Richttreiber 11 an. Nach der vollständigen Erstarrung kann der Strang durch mitfahrende Schneidbrenner oder Scheren 12 zerteilt werden und gelangt dann zu Sortier- betten 13.

Erfindungsgemäß wird eine solche Kokille 7 für eine Stranggießanlage mit einer parabolischen Konizität der Seitenwände, insbesondere der Schmalseitenwän- de, mit Druckelementen mechanischer Art ausgestattet. Figur 2 zeigt im Schnitt einen Schmalseitenwandbereich 14 dieser Kokille, die in ihrer Gesamtheit (nicht gezeigt) jeweils noch zwei Breitseitenwände und eine weitere Schmalseiten- wand aufweist. Die Kokille 7 umfaßt einen Tragrahmen, der auf der Seite der jeweiligen Schmalseitenwände 15 aus zwei parallel beabstandet angeordneten Platten, nämlich aus einer inneren Platte 16 und einer äußeren Platte 17, be- steht, die wiederum kopf-und endseitig über Stützbleche 18a, b in Form von sich länglich erstreckenden Blechen verbunden sind. Diese Platten 16,17 so- wie Stützbleche 18a, b bilden den sogenannten Endplattenträger. Der Endplat- tenträger hat auch die Funktion, die in die Schmalseitenwand 15 eingearbeite- ten vertikalen Kühlkanäle nach außen hin abzudichten. Auf das Kühlwassersy- stem wird weiter unten noch eingegangen.

Mit der inneren Platte 16 und zwar mit deren zum Formhohlraum F hinweisen- den Seite 16a wird die Schmalseitenwand 15 bzw. die diese Wand bildende Kupferplatte lösbar verbunden, beispielsweise durch Verschrauben, hier durch 19a, b angedeutet. Die zum Formhohlraum weisende Seite 15a der Schmal- seitenwand 15 bzw. deren"heiße Seite"weist eine parabolisch geformte Kontur bzw. eine parabolische Konizität Po auf. An der inneren Platte 16 und zwar an ihrer von dem Formhohlraum wegweisenden Seite 16b ist einstückig ein Auf- nahmeelement 20 für einen Druckstift 21 ausgeformt. Dieses Aufnahmeelement 20 weist-wie der Vergleich mit der Figur 3 zeigt-rechteckige Ausmaße auf

und erstreckt sich gänzlich entlang der Breite der inneren Platte 16. Ungefähr auf Höhe des Meniskus der Schmelze und ungefähr mittig zur Kokillenbreite (vgl. Fig. 3) ist der Druckstift 21 angeordnet, dessen erstes Ende 22, das bei der gezeigten Ausführungsform kegelförmig geformt ist, mit einer entsprechen- den Ausnehmung 23 (hier nur schematisch angedeutet) in dem Aufnahmeele- ment 20 in Eingriff kommt. Der Druckstiftkörper wird gehalten durch die äußere Platte 17, die eine entsprechende Öffnung 24 aufweist, welche in ihren Abmes- sungen in etwa dem Querschnitt des Druckstiftes 21 entspricht. Der Druckstift 21 wird durch diese Öffnung 24 der äußere Platte 17 geführt und auch von die- ser gestützt. An seinem zweiten Ende 25 bzw. äußeren Ende ist der Druckstift 21 mit einem Antrieb 26, hier ein Linearmotor, versehen. Grundsätzlich sind alle bekannten Antriebe denkbar, die die gewollte Bewegung bzw. den Verstellweg des Druckelementes bewirken können. Der Linearmotor bewegt bzw. verfährt den Druckstift 21, gehalten durch die äußere Platte 17, in das Aufnahmeele- ment 20 bzw. dessen Aufnehmung 23 und zurück. Wird der Druckstift 21 bzw. dessen erstes Ende 22 in das Aufnahmeelement 20 bewegt bzw. durch den Antrieb über einen bestimmten Verstellweg (der Pfeil deutet den Verstellweg an) verfahren, verteilt sich die aufgebrachte Kraft auf das sich flächig über die Breite der Schmalseitenwand 15 erstreckende Aufnahmeelement 20 und von dort auf die Schmalseitenwand 15. Die in der Schmalseitenwand 15 eingear- beitete parabolische Kontur wird von dem Druckeinfluß bzw. der sich daraus ergebenden Verformung der unter Betriebsbedingungen flexiblen inneren Platte 16 und der flexiblen Schmalseitenwand 15 überlagert.

Der Kühlwasserkreislauf für die Kokille bzw. die gezeigte Schmalseitenwand 15 wird bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht für diese Verformung benötigt.

Figur 2 macht deutlich, daß die in die Kokillenwand eingebrachten Kühlkanäle 27, die parallel zur Längsachse der Kokille verlaufen, mittels Rohrstutzen 28a, b, die einstückig an der inneren Platte 16 angeformt sind, mit entsprechenden Kühlwasserzu-und ablaufleitungen 29a, b verbunden sind. Es empfiehlt sich, in die Schmalseitenwand 15 Sackbohrungen als Kühlkanäle einzubringen. Zur Stabilisierung des Tragrahmens bzw. der Plattenkonstruktion sind an der äuße-

ren Platte 17 sich nach hinten, d. h. weg von dem Formhohlraum, erstreckende Versteifungsplatten 30 und 31 angebracht, die zudem den Antriebsmotor ein- hausen.

Verfahrensgemäß wird die Ist-Parabolizität der jeweiligen Schmalseitenwand 15 mit einer entsprechenden Meßeinrichtung (vgl. Fig. 1) bestimmt und die ent- sprechenden Informationen x zusammen mit einer Auswahl aktueller Betriebs- parameter, wie Stranggießgeschwindigkeit, Kühlung, insbesondere auch die zu vergießende Stahlsorte mit ihren individuellen Erstarrungseigenschaften, etc. zu einer Rechnereinheit 33 übermittelt. Die Rechnereinheit 33 berechnet daraus eine Soll-Parabolizität und übermittelt entsprechende Stellsignale y an den An- trieb 26 des Druckelementes. Mit Hilfe eines definiertes Verstellweges des Druckstiftes und somit einer definierten Druckeinbringung wird die Soll- Parabolizität Ps durch Überlagerung der Ist-Parabolizität Po eingestellt. In der Summe ergibt sich eine veränderte, gewünschte Parabolizität (Sehnenhöhe).

Durch unterschiedliche Verstellwege des Linearantriebs kann somit die Parabo- lizität gesteuert und an den aktuellen Betriebszustand angepaßt werden.