Giessmaschine zur Herstellung von Bändern Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum kontinuierlichen Giessen von Bän dern, insbesondere von solchen, die eine Stärke von 5 bis 35 mm bei einer Breite von 200 bis 1500 mm oder darüber aufweisen.
Es sind bereits Stranggiessmaschinen bekannt, bei denen die Giessform mit dem Metallstrang mitwan- dert. Die Giessform kann dabei, mindestens was de ren Breitwände betrifft, aus zwei endlosen, umlaufen den Stahlbändern bestehen, die auf ihrer Rückseite mit Kühlwasser direkt bespritzt werden. Infolge der hohen Wärmebeanspruchungen haben jedoch bei sol chen Maschinen die Stahlbänder die Neigung, sich zu verwerfen, was zu Oberflächenfehlern am Gusskör- per führen kann.
Es ist auch vorgeschlagen worden, die Bänder an feststehenden, geschlossenen Kühlkör pern vorbeilaufen zu lassen, doch ist dabei die gegen seitige Reibung ungünstig und die Kühlwirkung wird dadurch beeinträchtigt, so dass die Bänder trotz der indirekten Kühlung noch Unebenheiten aufweisen und nicht auf ihrer ganzen Fläche in engem Kontakt mit den Kühlkörpern stehen. Um diesen letzteren Nachteil zu beheben, ist bereits vorgeschlagen wor den, die feststehenden Kühlkörper als Magnete, z. B.
als Weicheisenkerne eines Elektromagneten, zu ge stalten und sie auf der gegen das anzuziehende und zu kühlende Band gerichteten Seite mit Öffnungen zu versehen; aber auch hier macht sich die gegenseitige Reibung zwischen Stahlband und Kühlkörper nach teilig bemerkbar.
Ausserdem sind auch Giessmaschinen bekannt, bei denen die Giessform durch zwei endlose Ketten von meist hohlen und wassergekühlten Formgliedern gebildet wird. Solche Maschinen weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Fugen zwischen den einzelnen Gliedern der Ketten unvermeidlich ihre Abdrücke auf dem gegossenen Band hinterlassen, was sich auf das gewalzte Produkt störend auswirkt; im weiteren zeigen diese Formglieder infolge der hohen Wärme beanspruchung eine grosse Neigung, sich zu verwer fen und müssen daher häufig repariert oder sogar ersetzt werden.
Die vorliegende Erfindung gestattet nun, die Nachteile dieser bekannten Maschinen zu beseitigen und bezieht sich auf eine Giessmaschine, bei welcher die Breitwände der Giessform durch zwei endlose, umlaufende Bänder, im folgenden Kokillenbänder ge nannt, gebildet sind. Diese bestehen vorzugsweise aus Stahl oder z. B. aus Buntmetall, Nickellegierung oder auch Glasfaser- oder Mineralfasergewebe.
Erfindungsgemäss sind im Bereich der Giessform die Kokillenbänder auf ihrer Rückseite mittels hohler, wassergekühlter, miteinander zu endlosen Ketten ver bundener und mit den Kokillenbändern mitwandern- der Kasten abgestützt.
Sowohl die Kokillenbänder wie auch die Kühl kastenketten können in bekannter Weise über Um lenkrollen geführt sein, wobei sie auf diesen ge spannt oder locker montiert sein können. Ausserdem sind im Bereich der Giessform die Kühlkasten auf ihrem Weg zweckmässig mittels Führungsrollen ge führt.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn mindestens auf der einen Seite der Giessform, nämlich beim Hori- zontalgiessen auf der oberen Seite, die Führungsrol len so auf Federn oder durch mechanisch oder elek trisch angetriebene Spindeln oder unter hydrauli schem oder pneumatischem Druck verstellbar mon tiert sind, so dass sie einen Druck auf die Kühlkasten während und nach der Erstarrung ausüben, wodurch die letzteren gegen die Kokillenbänder und diese gegen das erstarrende und erstarrte Band gepresst werden.
Dadurch wird das Entstehen eines Luftspal- tes zwischen den Kokillenbändern und dem gegosse nen Band infolge Erstarrungsschrumpfung des letz teren vermieden und gleichzeitig ein besserer Wärme übergang vom gegossenen Band über die Kokillen bänder zu den Kühlkasten bewerkstelligt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sol len die Kokillenbänder mit geeigneten Mitteln an die Kühlkasten herangezogen werden, so dass sie sich an diese flach und dicht anlegen. Allfällige Luftpolster zwischen Kokillenbändern und Kühlkasten werden somit verhindert, und die durch das Auftreten sol cher Luftpolster verursachten Störungen beim Wär meübergang sowie Oberflächenfehler am gegossenen Band vermieden.
Zu diesem Zweck kann beim Giessen von nicht magnetischen Metallen in bekannter Weise ein Ma gnetfeld angewandt werden, wenn die Kühlkasten sowie die Kokillenbänder aus magnetischem Material bestehen. Die Kühlkasten werden dann magnetisch angeregt, wenn sie im Bereich der Giessform in Be rührung mit den Kokillenbändern liegen.
Es ist ferner möglich, die Kokillenbänder mittels Vakuum an die Kühlkasten heranzuziehen. Zu die sem Zweck wird vorteilhafterweise in den Kühlkasten ein Vakuumleitungssystem eingebaut, das auf der in Kontakt mit den Kokillenbändern kommenden Ober fläche der Kühlkasten in eine Anzahl von Sauglö chern ausmündet. Das Vakuum wird jeweils in die sem System erzeugt, wenn die Kasten mit den Ko- killenbändern in Berührung kommen und aufgeho ben, kurz bevor sie sich voneinander trennen.
Bei diesem Vakuumsaugen brauchen weder die Kühl kasten noch die Kokillenbänder aus magnetischem Material zu bestehen und die ersteren können aus nichtmagnetischen Werkstoffen höherer Wärmeleit fähigkeit, wie Kupfer oder Aluminium, hergestellt sein. Es ergibt sich dann auch die Möglichkeit, die Kokillenbänder aus nichtmagnetischem Werkstoff wie Nichteisenmetallen, warmfesten Metallen auf Basis Titan, Molybdän oder Wolfram, keramischem Ma terial, Cermets usw. zu verwenden.
Die erfindungsgemässe Maschine kann mit hori zontaler, schräger oder vertikaler Giessrichtung ar beiten.
Die beiliegende Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Giess- maschine, und zwar in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 im Querschnitt.
Bei der abgebildeten Giessmaschine, die für das Giessen in horizontaler oder leicht schräger Rich tung vorgesehen ist, werden die Breitwände der Giessform durch zwei umlaufende Kokillenbänder 1 gebildet, die auf Umlenkrollen gespannt sind. Da die Kokillenbänder nicht zu stark abgebogen werden dürfen und in der Nähe der Giessform infolge der Kühlkasten keine Umlenkrollen grossen Durchmes sers eingebaut werden können, sind Reihen von klei nen Umlenkrollen 2 angeordnet.
Bei locker geführ ten Kokillenbändern können diese Reihen kleiner Umlenkrollen durch einfache Führungsschienen er setzt werden oder ganz wegfallen.
Auf ihren beiden Schmalseiten ist die Giessform in bekannter Weise je durch einen Abstandhalter ge schlossen, z. B. in Form einer endlosen Kette von rohrförmigen Elementen 3 quadratischen Quer schnitts, die auf mindestens einer Seite mit einer nachgiebigen Dichtung 4, z. B. aus Fiberfrax- oder Asbestfilz oder -Schnur versehen sind. Im Bereich der Giessform sind die Kokillenbänder 1 auf ihrer Rückseite durch die hohlen, wassergekühlten, unter einander zu einer Kette verbundenen Kasten 5 abge stützt.
Die unteren Stützrollen 6 sind auf festen Ach sen montiert und tragen die untere Küblkastenkette im Bereich der Giessform. Die oberen Stützrollen 7 sind auf Achsen gelagert, die auf Druckfedern 8 mon tiert sind, und pressen die Kühlkasten 5 und die Ko- killenbänder 1 gegen das gegossene Band 9, damit kein Luftspalt zwischen diesem und den Kokillen bändern entsteht. Die Kühlkasten sind mit biegsamen Zu- und Abflussleitungen 10 bzw. 11 für das Kühl mittel versehen, das durch in den Kühlkasten einge baute, in der Zeichnung aber nicht dargestellte Ein richtungen regelmässig verteilt wird.
Das geschmol zene Metall 12 wird durch die Düse 13 in die Giess- form eingeführt, und zwar an einer Stelle, wo die Kokillenbänder 1 bereits durch die Kasten 5 gekühlt werden, und verlässt die Giessmaschine als erstarrtes Band 9.
Zur Erzeugung der an sich bekannten magneti schen Anziehung auf die Kokillenbänder können die magnetischen Erreger 14 entweder stationär aus- serhalb der Kühlkasten 5, wie in Fig. 2 angedeutet, oder in diesen mitwandernd angeordnet sein.
Vorzugsweise werden nur die Kühlkastenketten motorisch angetrieben, wobei die zwischen diesen Ketten und dem gegossenen Band eingeklemmten Kokillenbänder mitgenommen werden. Hierzu ist auch die allfällige Anziehung mit Hilfe von Vakuum oder eines magnetischen Feldes von Vorteil.
Mit der beschriebenen Giessmaschine lassen sich Bänder mit sauberer, glatter Oberfläche giessen. Die Verwendung von leicht ersetzbaren Kokillenbändern zwischen Kühlkasten und gegossenem Material eli miniert die sonst unvermeidbaren Abdrücke der Kühlkasten auf dem Gusskörper und erlaubt auch ein schnelles und billiges Ersetzen der mit dem ge- schmolzenen Metall in Kontakt kommenden Form oberfläche, die Wärmestössen und anderen Beschä digungen unterworfen ist.
Casting machine for the production of tapes The present invention relates to a machine for the continuous casting of tapes, in particular those which have a thickness of 5 to 35 mm with a width of 200 to 1500 mm or more.
Continuous casting machines are already known in which the casting mold moves with the metal strand. The casting mold can, at least as far as de ren wide walls, consist of two endless, revolving steel strips that are sprayed with cooling water directly on their back. As a result of the high thermal loads, however, the steel strips in such machines have a tendency to warp, which can lead to surface defects on the cast body.
It has also been proposed to let the tapes run past fixed, closed Kühlkör pern, but the mutual friction is unfavorable and the cooling effect is impaired, so that the tapes still have bumps despite the indirect cooling and not over their entire surface are in close contact with the heat sinks. To remedy this latter disadvantage, it has already been proposed that the fixed heat sinks as magnets, e.g. B.
as soft iron cores of an electromagnet, to ge stalten and to provide them with openings on the side facing the strip to be attracted and to be cooled; but here, too, the mutual friction between the steel strip and the heat sink is noticeable to some extent.
In addition, casting machines are also known in which the casting mold is formed by two endless chains of mostly hollow and water-cooled mold links. However, such machines have the disadvantage that the joints between the individual links of the chains inevitably leave their marks on the cast strip, which has a disruptive effect on the rolled product; In addition, as a result of the high thermal stress, these molded members show a great tendency to reject and therefore often have to be repaired or even replaced.
The present invention now allows the disadvantages of these known machines to be eliminated and relates to a casting machine in which the wide walls of the casting mold are formed by two endless, revolving belts, hereinafter called chill belts. These are preferably made of steel or z. B. made of non-ferrous metal, nickel alloy or glass fiber or mineral fiber fabric.
According to the invention, the mold strips are supported on their rear side by means of hollow, water-cooled boxes that are connected to one another to form endless chains and that migrate with the mold strips.
Both the mold belts as well as the cooling box chains can be guided in a known manner via order pulleys, whereby they can be mounted on these ge spanned or loosely. In addition, in the area of the mold, the cooling boxes are conveniently guided on their way by means of guide rollers.
It is advantageous if at least on one side of the casting mold, namely on the upper side during horizontal casting, the guide rollers are adjustable on springs or by mechanically or electrically driven spindles or under hydraulic or pneumatic pressure, so that they exert a pressure on the cooling boxes during and after the solidification, whereby the latter are pressed against the mold strips and these against the solidifying and solidified strip.
This avoids the formation of an air gap between the mold strips and the cast strip as a result of solidification shrinkage of the latter and, at the same time, improves the heat transfer from the cast strip via the mold strips to the cooling box.
According to one embodiment of the invention, the mold strips should be drawn onto the cooling box by suitable means so that they lie flat and tightly against them. Any air cushions between the mold strips and the cooling box are thus prevented, and the disturbances in heat transfer caused by the occurrence of such air cushions and surface defects on the cast strip are avoided.
For this purpose, when casting non-magnetic metals, a magnetic field can be applied in a known manner if the cooling box and the mold strips are made of magnetic material. The cooling boxes are magnetically excited when they are in contact with the mold strips in the region of the casting mold.
It is also possible to pull the mold strips to the cooling box by means of a vacuum. For this purpose, a vacuum line system is advantageously built into the cooling box, which opens out into a number of Sauglö holes on the surface of the cooling box coming into contact with the mold belts. The vacuum is generated in this system when the boxes come into contact with the cheek strips and are released shortly before they separate from one another.
In this vacuum suction neither the cooling box nor the mold strips need to be made of magnetic material and the former can be made of non-magnetic materials of higher thermal conductivity, such as copper or aluminum. There is then also the possibility of using the mold strips made of non-magnetic material such as non-ferrous metals, heat-resistant metals based on titanium, molybdenum or tungsten, ceramic material, cermets, etc.
The machine according to the invention can work with horizontal, inclined or vertical pouring direction.
The accompanying drawing shows schematically an embodiment of the casting machine according to the invention, namely in FIG. 1 in longitudinal section and in FIG. 2 in cross section.
In the case of the casting machine shown, which is intended for casting in a horizontal or slightly inclined direction, the wide walls of the casting mold are formed by two revolving mold bands 1 which are stretched on pulleys. Since the mold bands must not be bent too much and no pulleys with large diam sers can be installed in the vicinity of the casting mold due to the cooling box, rows of small pulleys 2 are arranged.
With loosely guided mold belts, these rows of small pulleys can be replaced by simple guide rails or can be omitted entirely.
On its two narrow sides, the mold is closed in a known manner by a spacer ge, z. B. in the form of an endless chain of tubular elements 3 square cross section, which on at least one side with a resilient seal 4, z. B. made of Fiberfrax or asbestos felt or cord. In the area of the mold, the mold strips 1 are supported on their back by the hollow, water-cooled box 5 connected to each other to form a chain.
The lower support rollers 6 are mounted on fixed axes and carry the lower Küblkastenkette in the area of the mold. The upper support rollers 7 are mounted on axles which are mounted on compression springs 8 and press the cooling box 5 and the mold belts 1 against the cast belt 9 so that there is no air gap between this and the mold belts. The cooling boxes are provided with flexible inlet and outlet lines 10 and 11 for the cooling medium, which is regularly distributed by a device built into the cooling box, but not shown in the drawing.
The molten metal 12 is introduced into the casting mold through the nozzle 13, specifically at a point where the mold strips 1 are already being cooled by the boxes 5, and leaves the casting machine as a solidified strip 9.
To generate the known magnetic attraction on the mold strips, the magnetic exciters 14 can either be arranged in a stationary manner outside the cooling box 5, as indicated in FIG. 2, or they can be arranged to move with them.
Preferably, only the cooling box chains are driven by a motor, with the mold strips clamped between these chains and the cast strip being carried along. Any attraction with the aid of a vacuum or a magnetic field is also advantageous for this.
With the casting machine described, strips with a clean, smooth surface can be cast. The use of easily replaceable mold strips between the cooling box and the cast material eliminates the otherwise unavoidable marks left by the cooling box on the cast body and also allows quick and cheap replacement of the mold surface that comes into contact with the molten metal, which is subject to thermal shock and other damage is.