Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Wassergekühlte Kupferkokille

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Wassergekühlte Kupferkokille im Bereich Grundmetallherstellung anhand von Querschnittsgröße der Kokille bis Kokillenlänge 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 beim Stranggießen verwendet wird, um flüssigen Stahl zu einer bestimmten Querschnittsform zu verfestigen.

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Wassergekühlte Kupferkokille in einer industriellen Fertigungsumgebung — Repräsentative Produktabbildung. Aussehen und Spezifikationen mit dem Hersteller bestätigen.

Produktspezifikationen

Technische Details und Fertigungskontext für Wassergekühlte Kupferkokille

Technische Definition

Die wassergekühlte Kupferkokille ist eine kritische Komponente im Stranggießsystem der integrierten Stahlherstellung. Sie erhält flüssigen Stahl aus dem Zwischenbehälter und leitet die Erstarrung durch schnelle Wärmeabfuhr über interne Wasserzirkulation ein. Die Kokille bildet die anfängliche erstarrte Schale, die den gewünschten Querschnitt (z. B. Bramme, Knüppel, Vorblock) beibehält, während der Strang nach unten bewegt wird, und gewährleistet Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität, bevor er in die Sekundärkühlzone eintritt. Die Kokille besteht hauptsächlich aus hochreinem Kupfer (häufig mit Chrom oder Silber legiert) für optimale Wärmeleitfähigkeit und wird durch eine Edelstahl-Rückplatte und Strukturkomponenten gestützt. Zu den wichtigsten Parametern gehören Kokillenquerschnittsgröße (150×150–300×300 mm), Kokillenlänge (700–1000 mm), Kupferplattendicke (20–40 mm), Kühlwasserdurchfluss (100–200 m³/h), Kühlwassergeschwindigkeit (6–10 m/s), Kühlwassertemperaturerhöhung (5–10 °C), Betriebsdruck (1,0–1,6 MPa), Kokillenkonizität (0,8–1,2 %/m), Oberflächenrauheit (0,8–1,6 μm Ra, ISO 4287), Kupferreinheit (99,9 %, GB/T 5231), Härte (80–110 HB, ISO 6506-1) und Gewicht (500–1500 kg). Diese Werte sind typische Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung bestätigt werden. Das Design und der Betrieb der Kokille beeinflussen direkt die Strangqualität und die Gießproduktivität. Eine ordnungsgemäße Wartung und Überwachung der Kühlwasserparameter ist unerlässlich, um Überhitzung, Risse und vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden. Bestätigen Sie immer modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten.

Funktionsprinzip

Flüssiger Stahl fließt aus dem Zwischenbehälter in den Kokillenhohlraum. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Kupfer, kombiniert mit unter Druck stehendem Wasser, das durch Kanäle in den Kokillenwänden zirkuliert, entzieht dem Stahl schnell Wärme. Dadurch bildet sich eine dünne erstarrte Schale an den Kokillenwänden. Die Schale verdickt sich beim Abstieg, gestützt von der Kokille, bis sie stark genug ist, um auszutreten und in die Sekundärkühlung einzutreten. Die Oszillation der Kokille verhindert ein Anhaften und erleichtert den reibungslosen Strangabzug.

Hauptmaterialien

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

Technische Parameter

Parameter	Typischer Bereich	Hinweise & Auswahlkriterien
Querschnittsgröße der Kokille	150×150–300×300 mm	Custom sizes available on request
Kokillenlänge	700–1000 mm	Affects residence time and shell thickness
Kupferplattendicke	20–40 mm	Thicker plates for higher service life
Kühlwasserdurchfluss	100–200 m³/h	Ensures heat removal; too low leads to overheating
Kühlwassergeschwindigkeit	6–10 m/s	High velocity prevents boiling and scale
Kühlwassertemperaturerhöhung	5–10 °C	Higher rise indicates insufficient cooling
Kokillenkonizität	0.8–1.2 %/m	Compensates for shrinkage; wrong taper causes cracks
Oberflächenrauheit	0.8–1.6 μm Ra	Smoother surface improves strand qualityISO 4287
Kupferreinheit	99.9 %	High purity ensures thermal conductivityGB/T 5231
Härte	80–110 HB	Balances wear resistance and machinabilityISO 6506-1
Gewicht	500–1500 kg	Depends on size and plate thickness

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

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
Formrückplatte / Tragstruktur
Bietet strukturelle Steifigkeit, beherbergt Wasser-Einlass-/Auslass-Verteiler und ist am Oszillator befestigt.
Material: Edelstahl
Wasser-Ein-/Auslass-Verteiler
Verteilt und sammelt Kühlwasser zum/vom Kanalsystem.
Material: Edelstahl

Anwendung und Auswahl

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen

Betriebsdruck:	Max. Wasserdruck: 10-15 bar, typischer Betrieb: 4-8 bar
Durchflussrate:	Wasserdurchfluss: 100-500 L/min pro Meter Kokillenlänge
Betriebstemperatur:	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

Ergänzende technische Angaben

Technische Bewertung

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.

Risiken, Wartung und Normen

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache

Thermische Ermüdungsrisse

Ursache: Wiederholte Heiz- und Kühlzyklen durch Kontakt mit Metallschmelze und Wasserkühlung, die zu Spannungskonzentration und Rissbildung an Korngrenzen führen.

Korrosion und Zunderbildung

Ursache: 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

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen

DIN EN 1652 - Kupfer und Kupferlegierungen - Flacherzeugnisse für allgemeine VerwendungDIN EN 10204:2004 - Metallische Erzeugnisse - Arten von Prüfbescheinigungen

Fertigungsgenauigkeit

Bohrungsdurchmesser: +/-0,02 mm
Oberflächenebenheit: 0,1 mm pro 300 mm Länge

Qualitätsprüfung

Eindringprüfung (Penetrant Test) für Oberflächendefekte
Wasserdruckprüfung (Hydrostatischer Drucktest) für die Dichtheit der Kühlkanäle

Fehleranalyse

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)

Beschaffungscheckliste

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Prüfen Sie diese Unterlagen vor einer Bestellung.

Technische Dokumentation

Aktuelle Zeichnungen, Revisionsstand und Spezifikationsblatt anfordern.

Fertigungsfähigkeit

Anlagen, Prozessgrenzen und nachvollziehbare Fertigungsbelege prüfen.

Prüfbarkeit

Prüfmethoden, Messmittel und rückverfolgbare Prüfberichte bestätigen.

Lieferantentransparenz

Rechtsträger, Standort, Zertifikatsumfang und direkte Kontakte prüfen.

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

Hersteller von Wassergekühlte Kupferkokille

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Häufige Fragen

Was ist der typische Querschnittsgrößenbereich dieser Kokille?

Der typische Querschnittsgrößenbereich liegt zwischen 150×150 und 300×300 mm, aber Sondergrößen sind auf Anfrage erhältlich. Bestätigen Sie immer die genaue Größe für Ihre Anwendung mit dem Hersteller.

Warum ist die Kühlwassergeschwindigkeit wichtig?

Die Kühlwassergeschwindigkeit (typischerweise 6–10 m/s) gewährleistet eine effiziente Wärmeabfuhr und verhindert Sieden und Kesselsteinbildung. Eine zu niedrige Geschwindigkeit kann zu Überhitzung und verkürzter Kokillenlebensdauer führen.

Was bedeutet Kokillenkonizität?

Die Kokillenkonizität kompensiert die Schrumpfung des Stahls während der Erstarrung. Eine typische Konizität von 0,8–1,2 %/m wird verwendet; eine falsche Konizität kann Risse oder schlechte Oberflächenqualität verursachen.

Wie sollte ich die aufgeführten Normen verifizieren?

Normen wie ISO 4287, GB/T 5231 und ISO 6506-1 sind Referenzen für Prüfungen oder Materialspezifikationen. Sie sind kein Nachweis einer Zertifizierung; verifizieren Sie die Konformität mit dem Hersteller oder Lieferanten.

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 v2.6.11 · Grundmetallherstellung