Die Erfindung betrifft eine Kokille zum Mehr- fachst ^' ranggießen von Drähten und Strängen mit kleinen Querschnitten aus Metall, insbesondere aus Kupfer und Kupferlegierungen, deren in einer Reihe angeordnete Formhohlräume aus Graphit bestehende, mittels eines Kühlkreiε- laufs gekühlte Wandungen aufweisen.

Wegen der geringen Gießleistung von Drahtko¬ killen (oder auch von Kokillen für kleine Strangguerschnitte) arbeiten derartige Hori- zontal-Stranggießanlage ¹ if ^<: αem Mehrfachstrang- gießverfahren, daß heißt es werden gleich¬ zeitig beispielsweise vier bis zehn Drähte oder Stränge gegossen. -

Bisher bekanntgewordene Kokillen zum Mehr¬ fachstranggießen weisen entweder einen wassergekühlten Graphitblock auf, in den entsprechend der gewünschten Strangzahl als Formhohlräume wirksame Bohrungen eingear¬ beitet sind, oder in einer Reihe angeordnete Graphitrohre, die einen Kühlmantel aus Kupferrohr mit eigener Wasserkühlung erhalten. Beide bekannte Kokillenbauarten zum Mehr¬ fachstranggießen weisen erhebliche Kachteile

OMPI

auf. Bei der zuerst genannten Bauart muß bei¬ spielsweise der sämtliche Bohrungen enthal¬ tende Graphitblock bereits dann ausgetauscht werden, wenn lediglich eine Bohrung nicht mehr einwandfrei arbeitet. Der Nachteil der zweiten Bauart besteht im wesentlichen darin, daß ihr Platzbedarf - bedingt durch den aufwendigen Aufbau der den Einzelkokillen zugeordneten Kühleinrichtungen - verhältnismäßig groß ist; darüberhinaus ist es zeitraubend und nicht ganz einfach, die jeweils von einem Kühlmantel umschlossenen Graphitrohre ein- und auszubauen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kokille zum Mehrfachstranggießen von Drähten und Strängen mit kleinen Querschnitten zu ent¬ wickeln, die einfach aufgebaut und daher wenig kostspielig sowie mit geringem zeitlichen und technischen Aufwand an unterschiedliche Be¬ triebsverhältnisse anpaßbar ist. Die neu vorgeschlagene Kokille soll insbeson¬ dere auch so aufgebaut sein, daß die einzelnen Formhohlräume ohne großen Aufwand auswechsel¬ bar sind. -.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Kokille gelöst, welche im wesentlichen die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der der Erfindung zugrunde liegende Lösungsgedanke besteht da¬ nach im wesentlichen darin, die Kokille aus voneinander unabhängigen Bauteilen - nämlich Kühlelementen und Formtragelementen - zu-

OMPI

samπienzusetzen, die j weils in sich geschlossene Einheiten bilden und sich wechselweise berührend in einer Reihe nebeneinander oder ggf. auch über¬ einander angeordnet sind. Die die Formhohlräume enthaltenden Formtragelemente sind bezüglich der ihnen benachbarten Kühlelemente frei beweglich und können daher ohne Schwierigkeit unabhängig von d-ieεen ein- und ausgebaut werden. Der Aufbau der Kokille aus nebeneinander oder übereinander aufgereihten, baulich voneinander unabhängigen Kühlelementen und Formtragelementen zieht auch den Vorteil nach sich, daß die Länge der Formhphlräume ohne Ausbau der Kühlelemente in einem weiten Bereich verändert werden kann; es ist lediglich erforderlich, die bisher ver¬ wendeten Formtragelemente durch solche mit größerer oder kleinerer Länge zu ersetzen.

Zweckmäßigerweise sind die Kühlelemente und die Formtragelemente quaderförmig ausgebildet (An- spruch 2) . Derartig ausgebildete Bauelemente sind einfach herstellbar, können mittels ein¬ facher Einrichtungen zu einem Paket zusammen¬ gefaßt werden und sind durch geradlinige Ver¬ schiebung parallel oder senkrecht zu ihrer Längsachse ausbaubar.

Um die Kühlwirkung der Kühlelemente auf die Formtragelemente zu erhöhen, sind die beiden genannten Bauelemente - abgesehen von dem Graphiteinsatz der Formtragelemente - aus gut wärmeleitendem Metall hergestellt (An¬ spruch 3) .

Vorzugsweise bestehen die Kühlelemente und die Formtragelemente aus Kupfer oder Kupferle¬ gierungen.

Jedes Kühlelement weist vorzugsweise eine ü-förmige Bohrung auf, die in einer Ebene senkrecht zu der durch die Mittelachsen der Formhohlräume verlaufenden Mittelebene liegt 5 (Anspruch 4) . Die Eintritts- und die Aus¬ trittsöffnung der U-förmigen Bohrung liegt bevorzugt in ein und derselben Stirnfläche jedes Kühlelements.

Die Längsbohrungen der ü-förmigen Bohrung 10 jedes Kühlelements sind bezüglich der beiden jeweils benachbarten Formtragelemente vor¬ zugsweise, so angeordnet, daß sie von der Mittelachse des betreffenden Formhohlraums gleich weit entfernt sind (Anspruch 5).

15 Zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen den benachbarten Kühlelementen und Formtrag¬ elementen ist zumindest auf eine der Außen¬ flächen, über die die Kühlelemente und die Tragelemente miteinander in Berührung stehen,

20. Wärmeleitpaste aufgetragen (Anspruch 6).

Als Wärmeleitpaste kommt insbesondere Silikon- paεte in Betracht.

Um die Baubreite der Kokille zum Mehrfach- εtranggießen möglichst klein zu halten, sind

25 die Kühlelemente quer zur l-5 telachse der

Formhohlräumε schmaler ausgebildet als die Form ^¬ tragelemente (Anspruch 7). Zweckmäßigerweise ist die Breite der Kühlelemente so gewählt, daß diese bei ausreichender Festigkeit die

30 Kühlbohrungen und ggf. die zugehörigen er-

•<£JREÄ77

OMPI

Λ, WIPO

forderlichen Armaturen aufnehmen können. Bei einer besonders bevorzugten Auεführungεform des Erfindungsgegenstandeε bildet die Breite der Formtragelemente ein ganzzahligeε Vielfacheε der Breite der Kühlelemente/ inεbeεondere εind die Formtragelemente doppelt εo breit wie die Kühlelemente.

Um die Ausrichtung der Kühlelemente und der Formtragelemente in einer Reihe und insbe- εondere den Ein- und Ausbau der Formtragele¬ mente zu erleichtern, liegen die genannten Bauelemente gemeinεam an einer Tiεchplatte an (Anspruch 8 . Diese weist im Bereich der außenliegenden Kühlelemente vorteilhaft zwei Anschläge auf, von denen zumindest einer in Richtung auf die Kühlelemente verstellbar ist (Anεpruch 9) . Der beziehungsweiεe die verstellbaren An¬ schläge können insbeεondere Beεtandteil einer in einer Konsole gehaltenen Feststellschraube sein.

Die Befestigung der Formtragelemente in Längs¬ richtung erfolgt mittels einer Anpreßeinheit, die quer zur Mittelachse des in Frage kommen- den Formhohlraums verschiebbar an der Tisch¬ platte gehalten ist (Anspruch 10) . Eine be¬ sonders einfache Anpreßeinheit besteht dabei aus einer in einer Konsole enthaltenen Fest- εtellεchraube; die Konsole selbst ist mit mehreren Langlochbohrungen ausgeεtattet, in die Befestigungs- und Führungselemente in Form* von Befestigungεschrauben beziehungε- weiεe Führungsεtiften eingreifen.

Damit die Kühlflüssigkeitsmenge jedes Kühl¬ elements einzeln eingestellt werden kann, ist dieses jeweils mit einem Stromregelventil ausgestattet (Anspruch 11).

Die Kokille kann dadurch vorteilhaft ausge¬ staltet sein, daß die Kühlelemente mittels der Graphiteinsätze, die auf der Rückseite über erεtere hinausragen, an der Wandung eines der Metallzuführung dienenden Metall- behälters abεtützbar sind (Anεpruch 12).

Die rückwärtige Stirnfläche der Graphitein¬ sätze dient also gleichzeitig der Fixierung der Kühlelemente und der Abdichtung mit dem vorgeschalteten Metallbehälter.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines In der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbe spieHsim einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Teilεchnitt durch die neue Kokille quer zur Längsachse der

~ Kühlelemente und Formtragelemente

(ohne den auf der rechten Seite angeordneten zweiten Anschlag mit zugehöriger Festεtellεchraube) ,

Figur 2 einen Längsschnitt nach Linie

II - II in Figur 1 durch ein Form¬ tragelement mit vorgeschaltetem Metallbehälter und zugehöriger Anpreßeinheit,

Figur 3 einen Schnitt nach Linie III - III in Figur 2 (ohne vorgeschalteten Metallbehälter) und

Figur 4 einen Schnitt nach Linie IV - IV in Figur 1 durch ein Kühlelement.

Die den Anmeldungsgegenstand bildende Kokille weist als wesentliche Bestandteile quaderför- ige Kühlelemente 1 und quaderförmige Form¬ tragelemente 2 auf, die auf der Führungs- fläche 3' einer Tiεchplatte 3 abwechεelnd nebeneinander aufgereiht sind. Die Reihen¬ folge der Bauelemente 1 und 2 - die sich über ihre Außenflächen 1* bzw. 2' aneinander abstützen - ist dabei so gewählt, daß jedem Formtragelement 2 jeweils zwei Kühlelemente 1 benachbart εind (Figur 1) .

Die Tiεchplatte 3 weiεt im Bereich der beiden außenliegenden Kühlelemente 1 (von denen in Figur 1 nur eineε dargestellt ist) zumindest eine Konsole 4 mit zumindest einer Feststell¬ schraube 5 auf. Die Lage dieser Festεtell- schraube - die auf der dem Kühlelement 1 zuge¬ wandten Seite mit einem schwenkbar gelagerten Anschlag 6 ausgestattet ist - wird durch eine Sicherungεmutter 7 geεichert.

Durch gegenläufige Bewegung der Anεchläge 6 in Richtung auf die Kühlelemente 1 (d. h. durch Bewegen deε dargeεtellten Anschlags 6 in Richtung des Pfeiles 8) werden die Bauele- ente 1 und 2 gegeneinander gepreßt und da¬ durch zu einer mit der Tiεchplatte 3 verbun¬ denen Einheit zusammengefaßt.

OMPI _b WIPO

Die Foriritragelemente 2 enthalten jeweils mittig einen rohrförmigen Graphiteinsatz 9, welcher einen Formhohlraum 10 umschließt; dieser weist in dem dargestellten Ausführungs- beispiel einen Kreiεquerschnitt auf.

Die Mittelachεe deε Formtragelements 2 - und damit die Mittelachse des Formhohlraums 10 - ist mit 10' bezeichnet (vergl. Figur 2). Der Graphiteinsatz 9 ist im Bereich seines rückwärtigen Endabschnitts mit einem Absatz 9' ausgestattet, über den er sich in Richtung der Mittelachse lO' an dem Formtragelement 2 abstützt. - Vor jedem Formtragelement ist - in Gießrichtung (Pfeil 11 ±n Figur 2) geεehen - eine Anpre߬ einheit 12 angeordnet. Diese besteht aus einer Konsole 13, in welcher jeweils zumindest eine Feststellschraube 14 mit zugehöriger Sicherungs¬ mutter 15 beweglich gehalten ist. Die Konsole 13 ist zweckmäßig an einem Fuß 16 befestigt, welcher εeinerseitε lösbar mit der Tischplatte 3 in Verbindung steht. Damit die Anpreßeinheit 12 erforderlichenfalls bezüglich der Tischplatte 3 quer zur Mittel- achse 10' des Foπnhohlraums 10 verεchiebbar ist, weist der Fuß 16 zweckmäßig (nicht dar¬ gestellte) Langlochbohrungen auf, in die ge¬ eignete Befestigungsschrauben eingreifen; diese sind in Figur 2 schematiεch durch eine strichpunktierte Linie 17 angedeutet.

Mittelε der Anpreßeinheit 12 kann daε zugehörige Formtragelement 2 entgegen der Gießrichtung an der Wandung eines vorgeεchalteten Metall- behälterε 18 abgestützt und damit lage-

OMPI

^ τ\

gesichert werden.

Die Abstützung des Formtragelements 2 erfolgt dabei über die rückwärtige Stirnfläche 9" des Graphiteinsatzes 9. Die genannte Stirnfläche liegt unter Zwischenschaltung eines Dicht¬ ringes 19 im Bereich der konischen Austritts¬ öffnung 20 an der Wand 18' des Metallbehälterε 18 an (vergl. Figur 2).

Das Formtragelement 2 besteht - abgesehen von dem Graphiteinsatz 9 - aus Kupfer.

Die Kühlelemente 1 (vergl. dazu inεbeεondere Figur 4) enthalten jeweils eine eigene U-förmige Kühlbohrung 21 , die über Eckan- schlüsεe 22, 23 und eine Zuführleitung 24 und Abflußleitung 25 an einen Kühlkreiεlauf an¬ schließbar ist. Die Bewegungsrichtung der Kühlflüsεigkeit durch die U-förmige Kühl¬ bohrung 21 iεt durch zwei Pfeile 26 und 26* gekennzeichnet. Die Kühlbohrung - beεtehend aus zwei Längs¬ bohrungen 21 ' und einer Querbohrung 21" - liegt in einer Ebene 27 (vergl. Figur 1) senkrecht zu der durch die Mittelachεen 10' der Formhohlräume -O verlaufenden Mittel- ebene 28. Die Längεbohrungen 21 ' verlaufen parallel zur Längsachse 1 " bzw. zur Mittel¬ achse 10", die mittels einer Verschlu߬ schraube 29 abgedichtete Querbohrung 21" senkrecht dazu. Die Kühlelemente 1 beεtehen ebenεo wie die bereits beschriebenen Formtragelemente 2 aus Kupfer. Die Längsbohrungen 21' deε Kühlelements 1

sind bezüglich der zugehörigen Längsachse 1 ^υ und bezüglich der Mittelachsen 10' der be¬ nachbarten Formtragelemente 10 symmetrisch angeordnet; sie weisen also bezüglich der Achsen 1" und 10' den gleichen Abstand auf.

Um die Kühlwirkung der einzelnen Kühlelemente 1 zu verbessern, kann zusätzlich zwischen den einander zugewandten Außenflächen 1' und 2' (vergl. Figur 1) Silikonpaεte vorgesehen sein; diese gleicht Unebenheiten oder betriebsbe¬ dingte Verformungen und dadurch bedingte Zwiεchenräume zwiεchen den Außenflächen 1 ' und 2* aus. Durch die Verwendung von Sili- konpaste wird eine auεreichende Kühlwirkung der Kühlelemente 2 auch dann sichergestellt, wenn die Außen lächen 1 ' und 2* weniger genau und mit geringerer Oberflächengüte hergestellt sind.

Aus Gründen der Material- und Platzersparnis sind die Kühlelemente 1 jeweils so schmal ausgebildet, daß sie bei auεreichender Festig¬ keit gerade die Kühlbohrung 21 und ggf. die zugehörigen Eckanschlüsse 22 und 23 aufnehmen können; letztere sind jeweils an der in Gie߬ richtung vornliegenden Stirnfläche der Kühl¬ elemente 1 angeordnet.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Aus¬ führungsbeispiel weisen die Kühlelemente 1 quer zur Mittelachse 10' der Formhohlräume 10 eine Breite auf, die genau halb so groß ist wie die Breite der Forrr.tragelemente 2.

- 11 -

Bei einem Durchmesser des Formhohlraums 10 von 18 mm und einem Durchmesser des Graphit- von einsatzes 30 mm beträgt die Breite der Form¬ tragelemente 50 mm; letztere sind 110 mm 5 hoch und 210 mm lang. Die Graphiteinsätze 9 ragen 10 mm über die Formtragelemente 2 hinaus. Die Länge der Kühlelemente 1 ist vorzugsweise kleiner als diejenige der Formtragelemente 2; sie beträgt in dem dargestellten Ausführungs- 10 beiεpiel 200 mm.

Die Vorteile der den Anmeldungεgegenεtand bildenden Kokille beεtehen insbesondere darin, daß diese lediglich aus zwei einfachen, jeweils untereinander gleichartigen Bauele-

15 menten nach Art eines Baukastensystems zu¬ sammengesetzt ist, wobei insbesondere die Verschleißteile - d. h. die Formtragelemente - nach lösen der jeweils zugehörigen Klemmeinheit 12 auε dem Verband der übrigen Bauelemente

20 herauεgenommen und ausgetauscht werden können. Die Zahl der gleichzeitig zu vergießenden Drähte oder Stränge kann durch Veränderung der Anzahl der nebeneinander oder auch über¬ einander aufgereihten Bauelemente beliebig

25 beeinflußt werden/ Entsprechendes gilt für die Länge der Kokille.

Soweit bestimmte Längenabmessungen nicht überschritten werden, können Formtragele¬ mente mit unterschiedlicher Länge Verwen-

30 düng finden, ohne daß die bereits vorhandenen Kühlelemente ausgewechεelt werden üsεen. Die Formtragelemente εind mittelε der zuge¬ hörigen Klemmeinheit einzeln an den vorge-

εchalteten Metallbehälter, d. h. i-n einen Gießtopf oder auch an einen VJarrrihclteofen anεtellbar. Falls die Kühlelemente jeweils mit einem Stromregelventil ausgeεtattet sind, kann die sie durchströmende Kühlflüssig- keitεmenge einzeln eingeεtellt bzw. geregelt werden.

Ein weiterer Vorteil der neuen Kokille iεt darin zu sehen, daß die einen Block bildenden modulartigen Bauelemente aus einfachen geo¬ metrischen Körpern bestehen und daher billig herεtellbar εind.