AT407126B

AT407126B - Seitenwandausbildung von zweiwalzenbandgiessmaschinen

Info

Publication number: AT407126B
Application number: AT176395A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 2000-12-27
Also published as: ATA176395A; DE4438119C2; DE4438119A1

Description


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   Die Erfindung betrifft eine Seitenwandausbildung von Zweiwalzen-Bandgiessmaschinen zum endabmessungsnahen Giessen von Bändern aus Metall, insbesondere Stahl, wobei zwischen zwei gekühlten Giesswalzen in einem Raum, der seitlich durch Seitenwände abgeschlossen wird, flüssiges Metall zur Bildung des Bandes eingegeben Wird, und wobei das flüssige Metall in Form von Erstarrungsschalen auf den Giesswalzen erstarrt und zwischen den Giesswalzen in einer Vereinigungszone formend vereinigt wird, und wobei zwischen zwei gekühlten Giesswalzen in einem Raum, der seitlich durch Seitenwände abgeschlossen wird, flüssiges Metall zur Bildung des Bandes eingegeben wird, und wobei das flüssige Metall in Form von Erstarrungsschalen auf den Giesswalzen erstarrt und zwischen den Giesswalzen in einer Vereinigungszone formend vereinigt wird,

   und wobei zwischen den Seitenwänden und den Giesswalzen ein elektrodynamisch abgedichteter Dichtungsspalt angeordnet ist. 



   Bei   Zweiwalzen-Bandgiessmaschmen   stellt die Abdichtung der feststehenden Seitenwände zu den sich drehenden Giesswalzen ein erhebliches Problem dar In der Vergangenheit wurde versucht, hier mit schleifenden Spaltdichtungen aus Keramik zu arbeiten, die jedoch einen sehr hohen Verschleiss hatten. Daher wurde diese Lösung verlassen 
Um die Verschleissprobleme zu umgehen, bietet es sich an, elektrodynamische Vorgänge auszunutzen, die einen Durchtritt des flüssigen Stahls durch den Spalt zwischen den Seiten- wänden und den Giesswalzen verhindern.

   Hierfür sind konduktive und induktive Ausführungen bekannt, so z B aus der EP 0 586 072 A1, aus der EP 0 586 732 A1 oder der EP 0 572 681 A1 Daneben ist aus der DE 43 07 859 C1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Seitenabdichtung beim endabmessungsnahen Bandgiessen bekannt, bei der elektromagnetische Wechselfelder zum Ausgleich des sog. ferrostatischen Druckes durch Anpassung der Form eines elektrischen Leiters an die Querschnittsform des Schmelzensumpfes auf die Stelle des geringsten Abstandes zwischen den Giessrollenkanten hin zunehmend konzentriert werden.

   Schliesslich ist aus der US 2 579 350 A eine Magnetanordnung bekannt, mit der das Entweichen von flüssigem Metall durch offene Seiten eines vertikalen Austrittsschlitzes beim Bandgiessen durch ein magnetisches Feld verhindert wird 
Den bekannten Vorrichtungen ist jedoch gemeinsam, dass sie sehr grosse elektrische Wicklungen benötigen und ihre Stromaufnahme sehr hoch ist. Die Stromaufnahme ist so hoch, dass die notwendigen MF-Generatoren in der Grössenordnung der Generatoren für Schmelzöfen liegen 
Von obigem Stand der Technik ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, speziell die elektromagnetische Abdichtung des Dichtungsspaltes derart auszubilden, dass sie mit wesentlich geringerer Leistungsaufnahme aufkommt und insgesamt wesentlich kostengünstiger herzustellen ist Dabei soll weiterhin eine besonders betriebssichere Ausführung der Seitenwand angegeben werden. 



   Die Aufgabe ist erfindungsgemäss bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass entlang des Dichtungsspaltes im Bereich oberhalb der Vereinigungszone der Erstarrungsschalen zwischen den Giesswalzen, in den Seitenwänden, in den Innenraum der Giesswalzen reichende, sowie in den Giesswalzenkanten Magnetfluss-Leiter angeordnet sind, zwischen denen sich ein im Kantenbereich der Giesswalzen radial zur Oberfläche verlaufendes elektrodynamisches Feld aufbaut 
Durch diese Ausbildung wird vorteilhaft eine besonders kostengünstige Ausbildung der Seiten- wanddichtung mit relativ kleinem Energieverbrauch erreicht 
In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Giesswalzen-Stimseiten, zumindest im Bereich der Kanten, geblechte Ringe aufweisen, die mit, dem Umfang der Giesswalzen angepassten, Polsegmenten zusammenwirkend,

   ein radiales Dichtfeld mit elektrodynamischer Wirkung aufbauen Das radiale Dichtfeld wird dabei über, den Umfang der Giesswalzen angepasste, elektrische, wassergekuhlte Leiter erzeugt, die nur in dem Raum oberhalb der Vereinigungszone der gebildeten Erstarrungsschalen angeordnet sind. So wird durch einfache Komponenten die erfindungsgemässe, kostengünstige und mit geringem Energieaufwand arbeitende Ausführung erreicht. 



   Es ist in Ausgestaltung der Erfindung weiterhin vorgesehen, dass die Stirnseiten, insbesondere der Aussenrand der Giesswalzen, geblechte Vorschraubsegmente aufweisen, die sich zu dem Aussenrandring ergänzen, der vorteilhaft durch einen Keramiküberzug oder durch einen gekühlten   Kupfermantel   thermisch isoliert ist. Auch der dem Umfang der Giesswalzen angepasste elektrische Leiter besitzt auf seiner dem flüssigen Stahl zugewandten Seite eine entsprechende Isolations- 

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 schicht 
Der elektrische Leiter, mit dem das elektrodynamische Feld erzeugt wird, besitzt auf den dem flüssigen Stahl abgewandten Seiten Polsegmente. Über das flüssige Metall, z.B den flüssigen Stahl und den geblechten Aussenrandring der Giesswalzen ergibt sich so ein geschlossenes Feld. 



  Da der flüssige Stahl auf den Giesswalzen bis in den Bereich der Polsegmente hineinreicht, ergibt sich in dem flussigen Stahl, soweit wie er in die Polsegmente hineinreicht, ein Strom, der zu einer Abstossungskraft gegenüber dem stromdurchflossenen, dem äusseren Umfang der Giesswalzen folgenden, elektrischen Leiter fuhrt. So ergibt sich die gewünschte elektrodynamische Wirkung 
Für den Bereich der Vereinigungszone der Erstarrungsschalen, in dem weit grössere, nach aussen wirkende Kräfte auftreten, als in dem Flüssigstahlbereich, ist es besonders vorteilhaft, eine feste Seitenwandspitze vorzusehen. Diese besteht vorteilhaft aus einem hochwarmfesten, unmagnetischen Material und ist gekühlt Zum Ausgleich eventueller, einseitiger Materialan- häufungen, besitzt die Spitze einen Austrittsspalt o ä. für Überschussmaterial, das anschliessend abgetrennt wird.

   So kann sehr vorteilhaft die elektrodynamische Dichtung so ausgelegt werden, dass sie nur die Abdichtung des   Flüssigstahlteils   übernimmt. Die wesentlich höheren Kräfte, die ggf im Bereich der Erstarrungszone auftreten, werden von einer für diesen Zweck besonders geeigneten Vorrichtung abgefangen, sofern sie wirksam werden, etwa bei Materialüberschuss an den Giesswalzenkanten 
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen, ebenso wie aus den Unteransprüchen und der Zeichnungsbeschreibung, weitere, auch erfinderische Einzelheiten entnehmbar sind.

   Im einzelnen zeigen: 
FIG 1 einen Querschnitt durch die elektrodynamisch wirkende Dichtungsanordnung an einer Giesswalzenaussenkante, FIG 2 einen Ast des schematisch dargestellten elektrischen Leiters zur Erzeugung des elektrodynamisch wirkenden Feldes, FIG. 3 bis 5 das elektrodynamische Feld und die sich ändernde Position der elektrodynamisch wirkenden Anordnung bei unterschiedlichen Höhen über dem unteren Ende des elektrischen Leiters sowie FIG. 6 eine schematische Dar- stellung der Segmente des geblechten Ringes an der Aussenkante der Giesswalzen. 



   In FIG. 1 bezeichnet 1 den elektrischen Leiter mit dem Durchflussraum 3 für Kühlwasser. Um den elektrischen Leiter 1 herum erstrecken sich Polsegmente 2, in denen sich ein, der kräfig durch- gezogenen Linie 4 entsprechender, magnetischer Fluss entwickelt Dieser erzeugt in dem flüssigen Stahl 9 eine Kraft, die mit dem Pfeil F symbolisiert ist. Wie ersichtlich, verhindert diese Kraft ein Durchtreten des flüssigen Stahls 9 in den Bereich des elektrischen Leiters 1 hinein, d. h. es entsteht eine Dichtung zwischen der Giesswalze 5 und der Seitenwand 7. Von der Seitenwand 7 ist lediglich der innerste Teil aus Feuerfestmaterial gezeichnet. Der magnetische Fluss 4 schliesst sich über die geblechten Aussenrandsegmente 6 der Giesswalze 5.

   Die geblechten Aussenrandsegmente sind durch einen Schutzmantel 10, z.B. aus Keramik, gegenüber der Berührung mit dem flüssigen Stahl 9 geschützt und werden durch Kontakt mit der Giesswalze 5 gekühlt. Vorteilhaft sind sie vollständig gekapselt ausgeführt. 



   Zwischen dem elektrischen Leiter 1 und dem flüssigen Stahl 9 bzw. der Innenkante der Keramikauskleidung 7 befindet sich noch eine Keramikschutzschicht 8, die einen Kontakt des flussigen Stahls 9 mit dem elektrischen Leiter 1 verhindert. Daruber hinaus vermindert sie auch die Wärmeaufnahme des elektrischen Leiters 1. Die Polsegmente 2 sind ebenfalls, in nicht gezeigter Weise, wassergekühlt ausgeführt, desgleichen der Aussenbereich der Keramikauskleidung 7, der sich bis weit ausserhalb des gezeigten Bereichs erstreckt und die Polsegmente abdeckt. 



   In FIG 2 bezeichnet 11einen in voller Länge gezeigten Arm des im wesentlichen V-förmigen, - mit nach aussen gekrümmten Armen - elektrischen Leiters 12 bezeichnet den Ansatz des nicht weiter gezeigten anderen Leiters, der symmetrisch ausgebildet ist. 13 und 16 bezeichnen die Kühl- leitungszu- und Abführungen für den elektrischen Leiter, die gleichzeitig als elektrische Anschlüsse dienen. 14 und 15 sind die Kühlwasseranschlüsse für die Polsegmente, die ebenfalls wasser- gekühlt ausgeführt sein müssen. 



   Die FIG. 3,4 und 5 zeigen verschiedene Positionen des gekrümmten Teils des elektrischen 
Leiters mit dem darüber befindlichen magnetischen Polsegment in vereinfachter Darstellung In 
FIG. 3 bezeichnet 17 eine Oberseite einer Giesswalze und 18 die gegenüberliegende Oberseite 
Die Position entspricht der Position unmittelbar oberhalb der Vereinigungszone der beiden 
Erstarrungsschalen.

   Die geblechten Ringsegmente 19 und 20 stehen in dieser Position den 

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 Schenkeln der Polsegmente 22, zwischen denen sich der elektrische Leiter befindet, gegenüber Es ergibt sich ein radialer Höchstfluss, der den hier besonders grossen elektrostatischen Druck des Stahls sicher kompensiert 
In FIG 4 ist der Abstand zwischen den beiden Oberseiten 38 und 23 der Giesswalzen bereits vergrössert Damit auch der Abstand zwischen den beiden geblechten Ringsegmenten 24 und 25 Die Schenkel des Jochsegments 27 bewirken also entsprechend dem kleineren hydrostatischen Druck bereits ein Radial-/Axialfeld, das nicht mehr so wirksam ist wie das reine Radialfeld, so dass sich hier eine geringere Wärmeentwicklung in dem flüssigen Stahl zwischen den beiden Giess- walzenoberflächen ergibt 
In FIG.

   5 ist eine Konfiguration gezeigt, in der der vorbeschriebene Effekt noch weiter wirksam ist. Die Oberfläche 28 der gezeigten Giesswalze mit dem geblechten Ring 29 ist nur noch einseitig vor dem Polsegment 31 angeordnet Die Dichtwirkung ist entsprechend geringer, desgleichen die Wärmeentwicklung in dem flüssigen Stahl Dichtwirkung und Wärmeentwicklung sind also dem hydrostatischen Druck innerhalb des Flüssigstahlbereichs weiter angepasst So wird vorteilhaft einfach für den durch den elektrischen Leder 21,26,30 fliessenden Strom konstanter Grösse eine unterschiedliche Wirkung auf den flüssigen Stahl erzeugt 
In FIG.

   6 bezeichnet 32 ein einzelnes Ringsegment mit Blechlamellen 33 und einer Schutz- schicht 34 Die einzelnen Segmente 32,33,34 werden über Schrauben mit der Stirnseite der Giesswalzen verbunden, die durch Bohrungen 35 durchgesteckt sind So ergibt sich eine stabile, gleichwohl leicht in Segmenten auswechselbare, Ausführung des geblechten Ringes Bei den weiterhin gezeigten Segmenten 36 und 37 wurde auf eine Darstellung der einzelnen Blechlamellen verzichtet.

Claims

Die gezeigte, elektrodynamische Radialfelddichtung befindet sich erfindungsgemäss lediglich in dem oberhalb der Vereinigungszone der Erstarrungsschalen befindlichen Teil der Seitenwand Unterhalb schliesst sich eine kurze Spitze o ä aus massivem Stahl oder gesinterter Keramik an, die ggf separat gekühlt ist und einen Ausgleichsraum für aus dem Verformungsspalt der Giesswalzen austretendes Überschussmaterial freilassen kann Das Überschussmaterial, das bereits erstarrt ist, tritt nur in geringer Menge aus, so dass hier auf eine Dichtung verzichtet werden kann Die austretende Menge ergibt sich aus der üblichen Breitung bei einem Walzvorgang und ist bei Einhaltung der vorgesehenen Höhenlage der Erstarrungszonen-Vereinigungslage so gering, dass sie später abgetrennt werden kann, ohne dass die Wirtschaftlichkeit des Bandgiessverfahrens darunter leidet.

Die kurze Spitze ist vorteilhaft eine Verlängerung der Keramikschicht 8 aus FIG. 1 und lässt einen konischen Austrittsraum für Überschussmaterial frei, der nach unten offen ist PATENTANSPRÜCHE: 1 Seitenwandausbildung von Zweiwalzen-Bandgiessmaschinen zum endabmessungsnahen Giessen von Bändern aus Metall, insbesondere Stahl, wobei zwischen zwei gekühlten Giesswalzen in einem Raum, der seitlich durch Seitenwände abgeschlossen wird, flüssiges Metall zur Bildung des Bandes eingegeben wird, und wobei das flüssige Metall in Form von Erstarrungsschalen auf den Giesswalzen erstarrt und zwischen den Giesswalzen in einer Vereinigungszone formend vereinigt wird, und wobei zwischen den Seitenwänden und den Giesswalzen ein elektrodynamisch abgedichteter Dichtungsspalt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

dass entlang des Dichtungsspalts im Bereich oberhalb der Vereinigungszone der Erstarrungsschalen zwischen den Giesswalzen, in den Seiten- wänden in den Innenraum der Giesswalzen reichende, sowie in den Giesswalzenkanten, Magnet-Fluss-Leiter angeordnet sind, zwischen denen sich ein im Kantenbereich der Giess- walzen radial zur Oberfläche verlaufendes, elektrodynamisches Feld aufbaut
2 Seitenwandausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesswalzen-Stimseiten, zumindest im Bereich der Kanten, geblechte Ringe aufweisen, die mit, dem Umfang der Giesswalzen angepassten, Polsegmenten zusammenwirkend, ein Radialdichtfeld mit elektrodynamischer Wirkung aufbauen
3 Seitenwandausbildung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Radialdichtfeld über, dem Umfang der Giesswalzen angepasste, elektrische,

wasser- <Desc/Clms Page number 4> gekühlte Leiter erzeugt wird, wobei die elektrischen Leiter in dem Raum oberhalb der Vereinigungszone der gebildeten Erstarrungsschalen angeordnet sind.
4 Seitenwandausbildung fur eine Zweiwalzengiessmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Erstarrungsschalen- Vereinigungszone ein seitlicher Austrittsspalt o.a. für ganz- oder teilerstarrtes Material ausgebildet ist, der insbesondere die Funktion eines Gratspalts hat.
5. Seitenwandausbildung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenwandbereich, in dem sich der Gratspalt befindet, als schell auswechselbares Verschleissstück ausgebildet ist, vorzugsweise aus hochwarmfesten, unmagnetischem Material, insbesondere mit einer Oberflächenplattierung aus einer Wolfram- o.ä.

-Legierung.
6 Seitenwandausbildung nach Anspruch 1, 2,3, 4 oder 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass dass die Stirnseiten, insbesondere der Aussenrand der Giesswalzen, geblechte Vorschraubsegmente aufweisen, insbesondere aus Transformatorenblech, die zusammen einen Ring bilden, der durch eine Keramikschicht, eine gekühlte Kupferschicht o ä gegenüber evtl. in diesen Bereich eindringendes flüssiges Metall isoliert ist
7. Seitenwandausbildung nach Anspruch 1,2, 3,4, 5 oder 6, dadurch g e k e n n - z e i c h n e t , dass zwischen dem, dem Umfang der Giesswalzen angepassten elektrischen Leiter und dem von dem flüssigen Metall gefüllten Raum eine ein- oder mehrstückige keramische Isolationsschicht angeordnet ist.
8 Seitenwandausbildung nach Anspruch 1, 2,3, 4,5, 6 oder 7, dadurch gekenn- z e i c h n e t , dass die dem Umfang der Giesswalzen angepassten Polsegmente, insbeson- dere die dem geblechten Aussenrand der Giesswalzen gegenüberliegende Schenkel, in eine Keramikauskleidung der Seitenwände eingelassen sind
9. Seitenwandausbildung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Polsegmente wassergekühlt ausgebildet sind.
10 Seitenwandausbildung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die geblechten Ringe an den Aussen- kanten der Giesswalzen, die vorzugsweise in Segmente mit Anschraubaugen aufgeteilt sind, als auch der den Gratspalt o.ä. aufweisende Teil der Seitenwand, eine Wärme- ableitungskühlung, etwa mit aufgesetzten Kühlnppen oder durch aufgesetzte Kühl- schlangen aufweisen
11. Seitenwandausbildung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenwandabstand gegenüber den Kühl- walzen einstellbar ist, insbesondere motorisch einstellbar, z. B. in Abhängigkeit von dem thermischen Zustand der Zwelwalzen-Bandgiessmaschine, etwa beim Angiessen.
12. Zweiwalzen-Giessmaschine zum endabmessungsnahen Giessen von Metallbändern mit Seitenwandausbildungen, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektrodynamische Seitenwanddichtung für den Bereich, in dem die Seitenwände mit flüssigem Metall in Berührung stehen und Austrittselemente mit definiertem Austrittswiderstand (Gratspaltwirkung) für ganz- oder teilerstarrtes Metall in dem Bereich, in dem das Metall nicht mehr flüssig ist und z.B. durch Verformungskräfte beeinflusst wird.