Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Wassergekühlte Kupferkokille

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Wassergekühlte Kupferkokille im Bereich Grundmetallherstellung anhand von Standardkonfiguration bis Schwerlastanforderung eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches Wassergekühlte Kupferkokille wird durch die Baugruppe aus Kupferplatte / Auskleidung und Wassermantel / Kühlkanalsystem beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Eine Kupferkokille mit internen Wasserkühlkanälen, die im Strangguss zur Erstarrung von Stahlschmelze in eine spezifische Querschnittsform eingesetzt wird.

Technische Definition

Ein kritisches Bauteil im Stranggusssystem der integrierten Stahlherstellung. Die wassergekühlte Kupferkokille empfängt Stahlschmelze aus der Gießpfanne und initiiert die Erstarrung durch schnelle Wärmeabfuhr über interne Wasserkühlung. Sie bildet die erste erstarrte Schale, die den gewünschten Querschnitt (z.B. Bramme, Block, Knüppel) beibehält, während der Strang nach unten bewegt wird, und gewährleistet Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität, bevor der Strang in die Sekundärkühlzone eintritt.

Funktionsprinzip

Stahlschmelze fließt aus der Gießpfanne in den Kokillenhohlraum. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Kupfer, kombiniert mit Druckwasser, das durch Kanäle in den Kokillenwänden zirkuliert, führt zu einer schnellen Wärmeabfuhr aus dem Stahl. Dadurch bildet sich eine dünne, erstarrte Schale an den Kokillenwänden. Diese Schale verdickt sich beim Abwärtsbewegen, wird von der Kokille gestützt, bis sie fest genug ist, um auszutreten und in die Sekundärkühlung überzugehen. Die Kokillenoszillation verhindert Anbacken und ermöglicht einen gleichmäßigen Strangabzug.

Hauptmaterialien

Kupfer (oft mit Chrom- oder Silberlegierung) Nichtrostender Stahl (für strukturelle Komponenten/Rückplatte)

Komponenten / BOM

Kupferplatte / Auskleidung
Bildet die primäre Wärmeübertragungsfläche in Kontakt mit flüssigem Stahl. Enthält Wasserkammern.
Material: Kupferlegierung (z.B. CuCrZr, CuAg)
Wassermantel / Kühlkanalsystem
Netzwerk gefräster Durchgänge innerhalb der Kupferplatte für den Druckwasserkreislauf.
Material: Integral zur Kupferplatte
Bietet strukturelle Steifigkeit, beherbergt Wasser-Einlass-/Auslass-Verteiler und ist am Oszillator befestigt.
Material: Edelstahl
Verteilt und sammelt Kühlwasser zum/vom Kanalsystem.
Material: Edelstahl

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Ablagerungsbildung von Calcium-Aluminium-Silikat-Einschlüssen (0,1-0,5 mm Dicke) auf der Kupferoberfläche Thermischer Widerstandsanstieg (0,001-0,005 m²·K/W) führt zu lokalem Kupfertemperaturanstieg auf 400°C Periodisches elektromagnetisches Rühren (50-100 Hz, 0,1-0,3 T) zur Verhinderung von Einschlussanhaftung, Optimierung der Kokillenpulver (Viskosität 0,1-0,3 Pa·s bei 1300°C)
Verkalkung der Wasserkühlkanäle (CaCO₃-Ablagerung > 0,2 mm Dicke) reduziert Wärmeübergangskoeffizienten um 15-30% Lokales Sieden an der Kupfer-Wasser-Grenzfläche erzeugt Dampfpolster (Wärmeleitfähigkeit 0,02 W/m·K vs. Wasser 0,6 W/m·K) Deionisiertes Wasseraufbereitung (Leitfähigkeit < 5 μS/cm), periodische Reinigung mit Zitronensäure (3-5% Konzentration, 50-60°C, 4-6-Stunden-Zyklen)

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
0,8-2,5 MPa (8-25 bar) Wasserdruck, 15-35°C Einlasstemperatur, 0,5-3,0 m/s Wassergeschwindigkeit
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Kupfertemperatur überschreitet 350°C (Rekristallisationsschwelle), Wasserdruck fällt unter 0,5 MPa (5 bar) und verursacht Strömungsablösung, thermischer Gradient überschreitet 200°C/cm durch die Kokillenwand.
Thermische Ermüdung durch zyklische Spannung (Δσ > 150 MPa) aufgrund von 1200°C heißer Stahlschmelze im Wechsel mit 30°C Kühlwasser, was zu Rissbildung an Korngrenzen führt; Kavitationserosion bei lokalem Druckabfall unter den Dampfdruck von Wasser (2,34 kPa bei 20°C) in Hochgeschwindigkeitszonen.
Fertigungskontext
Wassergekühlte Kupferkokille wird innerhalb von Grundmetallherstellung nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Industrielles Ökosystem und Lieferkette

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Traglast:Max. Wasserdruck: 10-15 bar, typischer Betrieb: 4-8 bar
Verstellbereich / Reichweite:Wasserdurchfluss: 100-500 L/min pro Meter Kokillenlänge
Einsatztemperatur:Betrieb: 20-80°C, Stahlschmelze-Kontakt: bis zu 1600°C (Oberfläche)
Montage- und Anwendungskompatibilität
Strangguss von KohlenstoffstählenStrangguss von niedriglegierten StählenSaubere, aufbereitete Kühlwassersysteme
Nicht geeignet: Kühlwasserumgebungen mit hohem Chloridgehalt oder saurem Milieu
Auslegungsdaten
  • Erforderliche Gussquerschnittsabmessungen (Breite x Dicke)
  • Gewünschte Gießgeschwindigkeit (m/min)
  • Erforderliche Kühlleistung (kW) basierend auf Stahlgüte und Durchsatz

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Thermische Ermüdungsrisse
Cause: Wiederholte Heiz- und Kühlzyklen durch Kontakt mit Metallschmelze und Wasserkühlung, die zu Spannungskonzentration und Rissbildung an Korngrenzen führen.
Korrosion und Zunderbildung
Cause: Chemischer Angriff durch Wasserunreinheiten (Chloride, Sulfate) und Oxidation durch Hochtemperaturexposition, was die Wärmeübertragungseffizienz und strukturelle Integrität verringert.
Wartungsindikatoren
  • Sichtbare Oberflächenrisse oder Verfärbungen auf der Kupferkokillenoberfläche
  • Abnormale Wasserfluss-Schwankungen oder hörbares Wasserschlagen in den Kühlkanälen
Technische Hinweise
  • Strikte Wasserqualitätskontrolle mit pH-Überwachung und chemischer Behandlung zur Verhinderung von Zunderbildung und Korrosion in den Kühlkanälen implementieren
  • Schutzbeschichtungen oder Oberflächenbehandlungen auf der Kupferkokillenoberfläche anwenden, um die thermische Ermüdungsbeständigkeit zu erhöhen und Oxidation zu reduzieren

Compliance & Manufacturing Standards

Reference Standards
DIN EN ISO 9001:2015 - QualitätsmanagementsystemeDIN EN 1652 - Kupfer und Kupferlegierungen - Flacherzeugnisse für allgemeine VerwendungDIN EN 10204:2004 - Metallische Erzeugnisse - Arten von Prüfbescheinigungen
Manufacturing Precision
  • Bohrungsdurchmesser: +/-0,02 mm
  • Oberflächenebenheit: 0,1 mm pro 300 mm Länge
Quality Inspection
  • Eindringprüfung (Penetrant Test) für Oberflächendefekte
  • Wasserdruckprüfung (Hydrostatischer Drucktest) für die Dichtheit der Kühlkanäle

Hersteller, die dieses Produkt fertigen

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

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Häufige Fragen

Welche Vorteile bieten wassergekühlte Kupferkokillen im Strangguss?

Wassergekühlte Kupferkokillen ermöglichen eine schnelle und gleichmäßige Wärmeabfuhr, gewährleisten eine konsistente Erstarrung der Stahlschmelze, reduzieren Gussfehler und verlängern die Kokillenlebensdauer durch effiziente Kühlung.

Welche Materialien werden typischerweise in wassergekühlten Kupferkokillen verwendet?

Das Hauptmaterial ist Kupfer, oft legiert mit Chrom oder Silber für verbesserte Wärmeleitfähigkeit und Haltbarkeit, während nichtrostender Stahl für strukturelle Komponenten wie Rückplatten und Tragstrukturen eingesetzt wird.

Wie funktioniert das Wasserkühlsystem in diesen Kokillen?

Das System verfügt über interne Wasserkühlkanäle oder -jacken, die Kühlwasser durch die Kokille zirkulieren lassen, Wärme von der Stahlschmelze aufnehmen und so die Erstarrungsgeschwindigkeit steuern sowie optimale Gießbedingungen aufrechterhalten.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.05 · Grundmetallherstellung

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.

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