CH622725A5 - Method and apparatus for casting a metal band - Google Patents

Method and apparatus for casting a metal band Download PDF

Info

Publication number
CH622725A5
CH622725A5 CH1046577A CH1046577A CH622725A5 CH 622725 A5 CH622725 A5 CH 622725A5 CH 1046577 A CH1046577 A CH 1046577A CH 1046577 A CH1046577 A CH 1046577A CH 622725 A5 CH622725 A5 CH 622725A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
melt
casting
cooling
layer
metal
Prior art date
Application number
CH1046577A
Other languages
German (de)
Inventor
Erik Allan Olsson
Original Assignee
Erik Allan Olsson
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erik Allan Olsson filed Critical Erik Allan Olsson
Priority to CH1046577A priority Critical patent/CH622725A5/en
Publication of CH622725A5 publication Critical patent/CH622725A5/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/068Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

In the casting of such a metal band, a metallic melt (11) flows out of a melt distributor (5) onto a continuously moving casting belt (1) provided with a cooling surface (4) and forms a melt pool (12), at the front end of which a coolant (16) is fed in by means of nozzles (17) and spread over the melt pool (12). Rapid solidification of the spread-out melt layer in the melt pool (12) for the purpose of further grain refinement or for the purpose of providing the thicker metal band is thereby achieved. <IMAGE>

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Giessen einer Metallbahn, bei dem eine Schmelze als Schicht auf eine bewegte Kühlfläche ausgebreitet und die sich beim Abkühlen der Schmelze bildende Metallbahn abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf die freie Oberfläche der ausgebreiteten Schmelzschicht ein Kühlmittel aufgebracht wird.



   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein verflüssigtes Gas auf die Oberfläche der Schmelzenschicht geschüttet bzw. gespritzt wird.



   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Kühlmittel beaufschlagte Oberfläche von der übrigen Oberfläche der Schmelze getrennt wird.



   4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung (15) in Bewegungsrichtung der Metallbahn (24) nach einem Schmelzenverteilbehälter (5) angeordnet ist.



   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (15) als eine vom Schmelzenverteilbehälter (5), z. B. durch eine Tauchwand (14), getrennte Kühlkammer ausgebildet ist.



   6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (15) eine Kühlmittelabsaugung (21) aufweist.



   7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (15) seitlich angeordnete Ablauföffnungen (22) aufweist.



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen einer Metallbahn, bei dem eine Schmelze als Schicht auf eine bewegte Kühlfläche ausgebreitet und die sich beim Abkühlen der Schmelze bildende Metallbahn abgezogen wird.



   Es ist bekannt, dass eine erhebliche Verbesserung der Eigenschaften, z. B. der Festigkeit und Zähigkeit, eines Metalls durch eine schnelle, ein feinkristallines Gussgefüge hervorrufende Erstarrung beim Giessen erreicht werden kann. Dieser Umstand kann damit erklärt werden, dass durch die durch die rasche Abkühlung verursachte hohe Erstarrungsgeschwindigkeit das Wachstum der einzelnen, anfangs gebildeten, äusserst kleinen Dendriten mit ihrer Vielzahl von dicht aneinandersitzenden Dendritarmen frühzeitig abgebrochen wird.



   Beim Giessen ist selbstverständlich die Abkühlungsintensität bzw. die Erstarrungsgeschwindigkeit für die in der Nähe der Formwand befindliche Schmelze am grössten. Mit zunehmendem Abstand von der Formwand nimmt die Zuwachsrate des erstarrenden Gussstücks rasch, und zwar exponentiell, ab.



  Die Zunahme der Stärke der erstarrenden Schicht eines Gussstücks wird häufig mit der vereinfachten Formel    s=f    ausgedrückt, wobei s die Schichtstärke nach der Erstarrungszeit t, und k ein vom Material und der Kühlungsintensität abhängiger Faktor ist.



   Das Ergebnis des abnehmenden Zuwachses der Schichtstärke,   d. h.    die Abnahme der Erstarrungsgeschwindigkeit, kommt deutlich schon bei mikroskopischer Beobachtung des Gussgefüges eines grösseres Gussstücks zum Vorschein. Besonders beim Kokillenguss oder in wassergekühlten Kokillen, z. B. beim Stranggiessen, gegossenen Gussstücken, wird das Gefüge an den Randflanschen des Gussstücks so feinkristallin, dass eine mikroskopische Beobachtung erforderlich ist, um die Grössenunterschiede der Kristalle erkennen zu können. In diesem Bereich sind die vorstehend erwähnten besseren Eigenschaften des Materials zu suchen.

  Bei einer erheblich intensi veren Kühlung der   Gussstücksfläche,    als dies mit Hilfe einer normalen Kühlfläche erreicht werden kann, ist sogar das Ausbleiben einer Dendritbildung, d. h. eine Kristallisierung, denkbar, wobei ein glasartiges Gefüge entstehen würde, dessen Materialeigenschaften weiter verbessert wären.



   Um ein ausschliesslich feinkristallines Gussgefüge zu erhalten, kann folglich eine gewisse Wandstärke des Gussstücks nicht überschritten werden, es sei denn, die Temperatur der Schmelze liege schon beim Eingiessen in die Gussform ganz in der Nähe der Solidustemperatur, d. h. die Schmelze sei stark unterkühlt oder liege in Form eines  Breies  vor, d. h. als eine Mischung von Kristallen und Schmelze; dies ist jedoch in industriellen Betrieben kaum ohne beträchtliche Schwierigkeiten zu bewerkstelligen.



   Verfahren zur Herstellung von Halbzeug für das Walzen, Schmieden oder Pressen mit durchgehend feinkristallinem Gussgefüge und ohne Steigerungen sind bekannt (DE-OS 2 406 252 und 2 548 939). Gemäss diesen Verfahren werden so dünne Metallbahnen gegossen, dass ihr Gefüge wegen der schnellen Durcherstarrung durchgehend feinkristallin wird.



  Eine Anzahl dieser Metallbahnen werden dann aufeinandergestapelt und für das Zusammenschweissen bei hoher Temperatur zu einem homogenen Werkstück zusammengepresst, das frei von Steigerungen ist und eine durchgehend gleichmässige Zusammensetzung aufweist. Das Giessen erfolgt hierbei zweckmässig durch Ausbreiten einer Schmelze auf eine kontinuierlich bewegte Kühlfläche. Nach dem Verschweissen ist ein Durchkneten zum Fertigprodukt vorgesehen, um nicht nur die gewünschte Form und Querschnittsgrösse zu erreichen, sondern auch eine durchgehende Gleichförmigkeit der Struktur des Werkstücks sicherzustellen. Allerdings ist hierfür eine viel geringere Querschnittsabnahme als bei herkömmlich gegossenem Material erforderlich.



   Trotz einer hauptsächlich einseitigen Kühlung bei der Erstarrung der dünnen Metallbahn ist eine bemerkenswerte Produktionskapazität erreichbar. Bei einer beidseitigen Kühlung wäre zwar sowohl ein durchschnittlich noch feinkörnigeres Gefüge als auch eine noch grössere Produktion erreichbar.



  Jedoch ist das Giessen zwischen zwei Kühlflächen mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden; die Zuführung der Schmelze zu einer schmalen Giessöffnung ist wegen der Neigung des Zufrierens der Düse äusserst schwierig. Zudem besteht beim Eingiessen in einen vor dem Spalt zwischen zwei konvergierenden, mitbewegten Kühlflächen angeordneten Sumpf, wie z. B. beim Giessen zwischen Walzen, die Gefahr eines Zurückdrängens des bei Erreichen der Giessöffnung noch nicht erstarrten Metalls, dessen Gehalt an niedrigschmelzenden Bestandteilen durch Ausscheidung gewöhnlich erhöht ist. Der Schmelzensumpf vor der Giessöffnung wird damit allmählich mit diesen Bestandteilen angereichert, wodurch eine unerwünschte, fortlaufende Verschiebung der Zusammensetzung des gegossenen Stücks im Verlaufe des Giessens hervorgerufen wird.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Giessen einer Metallbahn, bei dem eine Schmelze als Schicht auf eine bewegte Kühlfläche ausgebreitet und die sich beim Abkühlen der Schmelze bildende Metallbahn abgezogen wird, so auszugestalten, dass eine schnellere Durcherstarrung der ausgebreiteten Schmelzenschicht erzielt wird, sei es zur Erreichung einer weiteren Kornverfeinerung oder sei es zur Erreichung einer grösseren Schichtstärke der Metallbahn, d. h.



  einer grösseren Kapazität, bei günstiger Kornfeinheit.



   Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass auf die freie Oberfläche der ausgebreiteten Schmelzenschicht ein Kühlmittel aufgebracht wird.



   Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäss eine Kühleinrichtung vorgeschlagen, welche in   Bewegungsrich-     



  tung der Metallbahn nach einem Schmelzenverteilbehälter angeordnet ist.



   Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Bandgiessanlage mit einer Kühleinrichtung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Bandgiessanlage mit einer Kühleinrichtung.



   Bei der Bandgiessanlage nach Fig. 1 wird ein Giessband 1 über Rollen 2, 3, 4' geführt, wobei zwischen den Rollen 2, 3 das Giessband 1 als kontinuierlich bewegte Kühlfläche 4 ausgebildet ist.



   Die Bandgiessanlage ist zweckmässig in einem nichtdargestellten gasdichten Raum eingeschlossen. Über der Rolle 2 und der Kühlfläche 4 ist ein Schmelzenverteilbehälter 5 angeordnet, der aus hitzebeständigen Teilen aufgebaut ist. Der Schmelzenverteilbehälter 5 weist eine rückseitige Abschlusswand 6 mit einem   Zulaufkanal    7, Seitenwände 8 und einen Deckel 9 auf, welch letzterer angeschrägt ist.



   Die im Schmelzenverteilbehälter 5 befindliche Schmelze 11 ist als verhältnismässig dünner Schmelzensumpf 12 auf der Kühlfläche 4, die nur eine geringe Neigung aufweist, ausgebreitet. Die Form des Schmelzensumpfs 12 ist einerseits durch diese Neigung der Kühlfläche 4 und durch das Schmelzenniveau im Schmelzenverteilbehälter 5 bestimmt und kann der jeweiligen Schmelze angepasst werden.



   Am Deckel 9 ist eine Tauchwand 14 befestigt, welche den Schmelzensumpf 12 von der übrigen Schmelze 11 trennt. Die in Bewegungsrichtung der Kühlfläche 4 sich erstreckenden Teile des Deckels 9, der Seitenflächen 8 und die Tauchwand bilden eine Kühleinrichtung 15, in der auf die freie Oberfläche des Schmelzensumpfs 12 ein Kühlmittel 16 aufgebracht wird.



  Hierzu werden am vorderen Ende des Deckels 9 eine Anzahl Düsen 17 vorgesehen, mittels derer eine Kühlflüssigkeit auf die freie Oberfläche des Schmelzensumpfs 12 aufgespritzt wird.



   Durch die geringe Neigung der Kühlfläche 4 wird mehr Schmelze bzw. gegebenenfalls in ihr suspendierte Kristalle aus der Schmelze 11 durch eine auf der Kühlfläche 4 erstarrte bandförmige Schicht mitgerissen und auf ihrer Oberfläche mitgetragen als bei einer steileren Neigung des Giessbandes.



  Durch das Aufspritzen des Kühlmittels 16, z. B. eines verflüssigten Gases, durch die Düsen 17 erstarrt einerseits die auf der erstarrten Schicht 19 mitgetragene Schmelze sofort, wobei wenigstens ein Teil der Kühlflüssigkeit verdampft. Anderseits wird der Schmelzensumpf 12 von dem sie überströmenden Kühlmittel 16 und gegebenenfalls von der auf der Oberfläche angesammelten Lache von nichtverdampftem Kühlmittel 16 gekühlt, das wegen des Leidenfrostschen Phänomens auf einer Dampfschicht auf der Schmelzenoberfläche schwimmt oder schwebt.

  Hierbei kann sich auf der Oberfläche der Schmelzenschicht 12 eine erstarrte Kruste 20 ausbilden, die bei kleinerer Neigung der Kühlfläche 4 ggf. zum Teil mit dieser fortgetragen werden kann, während der näher am Eintritt der Schmelze bei der Tauchwand 14 liegende, hier hautdünne Teil der Kruste 20 fortlaufend wieder teilweise aufgeschmolzen und mit der strömenden Schmelze vermischt wird und somit zur Bildung von Erstarrungskeimen in der Schmelzenschicht 12 beiträgt.



   Noch flüssiges Kühlmittel kann durch ein Saugrohr 21 oder durch Ablauföffnungen 22 zwecks erneuter Verwendung abgezogen werden.



   Beim Giessen von Metallen mit grosser Erstarrungslücke und besonders bei einer grösseren Neigung der Kühlfläche 4 kann die Tendenz zur Haut- und Krustenbildung auf der Oberfläche der Schmelzenschicht 12 unterdrückt werden.



  Durch die Reibung zwischen der Schmelze 11 und dem auf der bewegten Kühlfläche 4 erstarrten Metall entsteht eine Umwälzung in der Schmelze 11, womit laufend wärmere Schmelzenteile an die Oberfläche der Schmelze 11 gelangen und dort gekühlt werden, dann ggf. unter Ausscheidung kleiner Dendriten wieder absinken und sich mit   nachfliessender    Schmelze vermischen. Damit wird sowohl die Schmelzentemperatur wirksam herabgesetzt als auch eine grössere Zahl von aus kleinen Dendriten bestehenden Erstarrungskeimen in der an die Kühlfläche 4 strömenden Schmelze eingemischt.

  Folglich braucht hier die Kühlfläche 4 weniger Wärme aus der Schmelze abzuziehen, um einen bestimmten Zuwachs der sich auf der Kühlfläche 4 ansetzenden Schicht herbeizuführen oder, anders betrachtet, die Kühlkapazität der Kühlfläche 4 reicht jetzt aus, um eine bestimmte Schichtstärke in kürzerer Zeit entstehen zu lassen als beim Giessen ohne die zusätzliche Kühlung. Durch das schnelle Abführen der Schmelzewärme aus der Schmelze 11 wird ein fortlaufendes Wachstum der anfangs kleinen, ggf. in der rasch abkühlenden Schmelze schwebenden Dendriten rechtzeitig abgebrochen, wodurch ein äusserst feinkristallines Gussgefüge mit den erwähnten guten Materialeigenschaften entsteht.



   Das Aufspritzen des Kühlmittels 16 hat, teils wegen seiner niedrigeren Temperatur, teils wegen des von der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels 16 abhängigen grösseren K Wertes, eine grössere Kühlwirkung als die metallische, rasch mit einer Schicht sich überziehende Kühlfläche 4. Mit der beschriebenen Kühleinrichtung kann deshalb eine so hohe Abkühlungsgeschwindigkeit erreicht werden, dass mindestens die äusserste Oberflächenschicht einer dünnen gegossenen Metallbahn 24 aus bestimmten Metallen oder Legierungen sogar ein glasartiges, nichtkristallines Gefüge erhält.



   Die auf die beschriebene Weise erzeugte Metallbahn 24 wird nach der Rolle 3 vom Giessband 1 getrennt, nachdem sie noch durch eine gekühlte Rolle 25 gegen die Rolle 3 gepresst wurde. Die Presskraft der Rolle 25 wird hierbei durch einen schematisch dargestellten Kraftantrieb 26 erzeugt.



   Bei der in Fig. 2 dargestellten Bandgiessanlage wird die Metallbahn 24 auf einer Giesstrommel 30 erzeugt, die auf der Innenseite eine schematisch dargestellte Kühleinrichtung 31 aufweist. Durch den nur teilweise dargestellten Schmelzenverteilbehälter 5 fliesst die Schmelze 11 an die Oberfläche der Giesstrommel 30. Hierbei wird aus Düsen 17 ein Kühlmittel 16 mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Schmelzensumpfs 12 aufgespritzt. Durch diese Anordnung wird durch das Kühlmittel 16 im wesentlichen der Erstarrungsvorgang bestimmt. In bezug auf die Erstarrung ist der   Einflussbereich    der die erstarrte Metallschicht mitnehmenden Kühlfläche der Giesstrommel 30 sehr kurz, jedoch muss das an die Kühlfläche gelangende Metall den Kühlmittelstrahl zuerst passieren.

   Das, was hierbei erstarrt, kann dann durch die Kühlfläche der Giesstrommel 30 weggetragen werden. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIMS
1. A method for casting a metal web, in which a melt is spread out as a layer on a moving cooling surface and the metal web that forms when the melt cools is removed, characterized in that a coolant is applied to the free surface of the spreading melt layer.



   2. The method according to claim 1, characterized in that a liquefied gas is poured or sprayed onto the surface of the melt layer.



   3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the surface charged with coolant is separated from the remaining surface of the melt.



   4. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that a cooling device (15) is arranged in the direction of movement of the metal web (24) after a melt distribution container (5).



   5. The device according to claim 4, characterized in that the cooling device (15) as one of the melt distribution container (5), for. B. is formed by a baffle (14), separate cooling chamber.



   6. The device according to claim 4, characterized in that the cooling device (15) has a coolant suction (21).



   7. The device according to claim 4, characterized in that the cooling device (15) has laterally arranged drain openings (22).



   The invention relates to a method for casting a metal web, in which a melt is spread out as a layer on a moving cooling surface and the metal web that forms when the melt cools is drawn off.



   It is known that a significant improvement in properties, e.g. B. the strength and toughness of a metal can be achieved by a rapid, a fine crystalline cast structure causing solidification during casting. This fact can be explained by the fact that the high rate of solidification caused by the rapid cooling causes the growth of the individual, initially formed, extremely small dendrites with their large number of closely spaced dendrite arms to be stopped early.



   When casting, of course, the cooling intensity or the rate of solidification is greatest for the melt located near the mold wall. As the distance from the mold wall increases, the rate of growth of the solidifying casting decreases rapidly, exponentially.



  The increase in the thickness of the solidifying layer of a casting is often expressed using the simplified formula s = f, where s is the layer thickness after the solidification time t, and k is a factor dependent on the material and the cooling intensity.



   The result of the decreasing increase in layer thickness, i.e. H. the decrease in the rate of solidification is already evident when the casting structure of a larger casting is observed microscopically. Especially when casting molds or in water-cooled molds, e.g. B. in continuous casting, cast castings, the structure on the edge flanges of the casting is so fine that a microscopic observation is required to recognize the size differences of the crystals. In this area the better properties of the material mentioned above should be sought.

  With a considerably more intensive cooling of the casting surface than can be achieved with the aid of a normal cooling surface, even the absence of dendrite formation, i. H. a crystallization, conceivable, whereby a glass-like structure would arise, the material properties of which would be further improved.



   In order to obtain an exclusively finely crystalline casting structure, a certain wall thickness of the casting cannot consequently be exceeded, unless the temperature of the melt is already close to the solidus temperature when it is poured into the casting mold, i.e. H. the melt is strongly supercooled or is in the form of a slurry, d. H. as a mixture of crystals and melt; however, this can hardly be accomplished in industrial plants without considerable difficulties.



   Processes for the production of semi-finished products for rolling, forging or pressing with a continuously fine-crystalline cast structure and without increases are known (DE-OS 2 406 252 and 2 548 939). According to these processes, metal sheets are cast so thin that their structure becomes continuously fine-crystalline due to the rapid solidification.



  A number of these metal sheets are then stacked on top of one another and pressed together for welding at high temperature to form a homogeneous workpiece which is free of increases and has a uniform composition throughout. The casting is advantageously carried out by spreading a melt onto a continuously moving cooling surface. After welding, kneading to the finished product is provided in order not only to achieve the desired shape and cross-sectional size, but also to ensure a continuous uniformity of the structure of the workpiece. However, this requires a much smaller decrease in cross-section than with conventionally cast material.



   Despite a mainly one-sided cooling when the thin metal sheet solidifies, a remarkable production capacity can be achieved. With cooling on both sides, both an average even more fine-grained structure and an even larger production would be achievable.



  However, casting between two cooling surfaces is associated with considerable difficulties; the supply of the melt to a narrow pouring opening is extremely difficult because of the tendency of the nozzle to freeze up. In addition, when pouring into a sump arranged in front of the gap between two converging, moving cooling surfaces, such. B. when casting between rollers, the risk of pushing back the metal that has not yet solidified when it reaches the pouring opening, the content of low-melting components is usually increased by precipitation. The melt sump in front of the pouring opening is thus gradually enriched with these components, which causes an undesirable, continuous shift in the composition of the cast piece in the course of the casting.



   The invention is based on the object of designing a method for casting a metal web, in which a melt is spread out as a layer on a moving cooling surface and the metal web forming when the melt cools is pulled off in such a way that the spreading melt layer is more rapidly solidified, be it to achieve a further grain refinement or to achieve a greater layer thickness of the metal sheet, d. H.



  a larger capacity with a favorable grain size.



   This object is achieved according to the invention in that a coolant is applied to the free surface of the spread melt layer.



   According to the invention, a cooling device is proposed for carrying out the method, which is arranged in the direction of movement.



  device of the metal track is arranged after a melt distribution container.



   The invention is explained below with reference to the drawing using two exemplary embodiments. It shows:
Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of a strip caster with a cooling device and
Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of a strip caster with a cooling device.



   1, a casting belt 1 is guided over rollers 2, 3, 4 ', the casting belt 1 being designed as a continuously moving cooling surface 4 between the rollers 2, 3.



   The strip caster is suitably enclosed in a gas-tight room, not shown. Above the roller 2 and the cooling surface 4, a melt distribution container 5 is arranged, which is made up of heat-resistant parts. The melt distribution container 5 has a rear end wall 6 with an inlet channel 7, side walls 8 and a cover 9, the latter being chamfered.



   The melt 11 located in the melt distribution container 5 is spread out as a relatively thin melt sump 12 on the cooling surface 4, which has only a slight inclination. The shape of the melt sump 12 is determined on the one hand by this inclination of the cooling surface 4 and by the melt level in the melt distribution container 5 and can be adapted to the respective melt.



   A baffle 14 is attached to the cover 9 and separates the melt sump 12 from the rest of the melt 11. The parts of the cover 9, the side surfaces 8 and the baffle wall extending in the direction of movement of the cooling surface 4 form a cooling device 15 in which a coolant 16 is applied to the free surface of the melt sump 12.



  For this purpose, a number of nozzles 17 are provided at the front end of the cover 9, by means of which a cooling liquid is sprayed onto the free surface of the melt sump 12.



   Due to the slight inclination of the cooling surface 4, more melt or, if appropriate, crystals suspended in it are entrained from the melt 11 by a band-shaped layer solidified on the cooling surface 4 and carried along on its surface than with a steeper inclination of the casting belt.



  By spraying the coolant 16, for. B. a liquefied gas, through the nozzles 17, on the one hand, the melt carried along on the solidified layer 19 solidifies immediately, at least part of the cooling liquid evaporating. On the other hand, the melt sump 12 is cooled by the coolant 16 flowing over it and optionally by the pool of non-evaporated coolant 16 which accumulates on the surface and which, because of the Leidenfrost phenomenon, floats or floats on a vapor layer on the melt surface.

  Here, a solidified crust 20 can form on the surface of the melt layer 12, which can be partly carried away with the cooling surface 4 if the inclination is smaller, while the part of the crust that is skin-thin here, closer to the entrance of the melt to the baffle 14 20 is continuously partially melted again and mixed with the flowing melt and thus contributes to the formation of solidification nuclei in the melt layer 12.



   Coolant which is still liquid can be drawn off through a suction pipe 21 or through outlet openings 22 for the purpose of reuse.



   When casting metals with a large solidification gap and particularly with a greater inclination of the cooling surface 4, the tendency to form skin and crusts on the surface of the melt layer 12 can be suppressed.



  The friction between the melt 11 and the metal solidified on the moving cooling surface 4 creates a circulation in the melt 11, with which continuously warmer melt parts reach the surface of the melt 11 and are cooled there, then possibly sink again with the elimination of small dendrites and mix with flowing melt. This effectively reduces the melt temperature and also mixes a large number of solidification nuclei consisting of small dendrites into the melt flowing to the cooling surface 4.

  Consequently, the cooling surface 4 needs less heat to be drawn from the melt in order to bring about a certain increase in the layer forming on the cooling surface 4 or, viewed differently, the cooling capacity of the cooling surface 4 is now sufficient to allow a specific layer thickness to be created in a shorter time than when casting without the additional cooling. The rapid dissipation of the heat of melt from the melt 11 interrupts in time the continuous growth of the initially small dendrites, which may float in the rapidly cooling melt, which results in an extremely fine-crystalline cast structure with the good material properties mentioned.



   The spraying of the coolant 16, partly because of its lower temperature, partly because of the larger K value, which is dependent on the flow rate of the coolant 16, has a greater cooling effect than the metallic cooling surface 4 which quickly coats with a layer cooling rate so high that at least the outermost surface layer of a thin cast metal sheet 24 made of certain metals or alloys even receives a glass-like, non-crystalline structure.



   The metal web 24 produced in the manner described is separated from the casting belt 1 after the roll 3 after it has been pressed against the roll 3 by a cooled roll 25. The pressing force of the roller 25 is generated here by a schematically illustrated power drive 26.



   In the strip casting installation shown in FIG. 2, the metal web 24 is produced on a casting drum 30 which has a cooling device 31 shown schematically on the inside. The melt 11 flows to the surface of the casting drum 30 through the melt distribution container 5, which is only partially shown. Here, a coolant 16 is sprayed onto the surface of the melt sump 12 from nozzles 17 at high pressure and high speed. With this arrangement, the solidification process is essentially determined by the coolant 16. With regard to solidification, the area of influence of the cooling surface of the casting drum 30 which entrains the solidified metal layer is very short, but the metal reaching the cooling surface must first pass the coolant jet.

   What solidifies here can then be carried away by the cooling surface of the casting drum 30.


    

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Giessen einer Metallbahn, bei dem eine Schmelze als Schicht auf eine bewegte Kühlfläche ausgebreitet und die sich beim Abkühlen der Schmelze bildende Metallbahn abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf die freie Oberfläche der ausgebreiteten Schmelzschicht ein Kühlmittel aufgebracht wird.  PATENT CLAIMS 1. A method for casting a metal web, in which a melt is spread out as a layer on a moving cooling surface and the metal web that forms when the melt cools is drawn off, characterized in that a coolant is applied to the free surface of the spreading melt layer. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein verflüssigtes Gas auf die Oberfläche der Schmelzenschicht geschüttet bzw. gespritzt wird.  2. The method according to claim 1, characterized in that a liquefied gas is poured or sprayed onto the surface of the melt layer. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Kühlmittel beaufschlagte Oberfläche von der übrigen Oberfläche der Schmelze getrennt wird.  3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the surface charged with coolant is separated from the remaining surface of the melt. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung (15) in Bewegungsrichtung der Metallbahn (24) nach einem Schmelzenverteilbehälter (5) angeordnet ist.  4. A device for performing the method according to claim 1, characterized in that a cooling device (15) is arranged in the direction of movement of the metal web (24) after a melt distribution container (5). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (15) als eine vom Schmelzenverteilbehälter (5), z. B. durch eine Tauchwand (14), getrennte Kühlkammer ausgebildet ist.  5. The device according to claim 4, characterized in that the cooling device (15) as one of the melt distribution container (5), for. B. is formed by a baffle (14), separate cooling chamber. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (15) eine Kühlmittelabsaugung (21) aufweist.  6. The device according to claim 4, characterized in that the cooling device (15) has a coolant suction (21). 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (15) seitlich angeordnete Ablauföffnungen (22) aufweist.  7. The device according to claim 4, characterized in that the cooling device (15) has laterally arranged drain openings (22). Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen einer Metallbahn, bei dem eine Schmelze als Schicht auf eine bewegte Kühlfläche ausgebreitet und die sich beim Abkühlen der Schmelze bildende Metallbahn abgezogen wird.  The invention relates to a method for casting a metal web, in which a melt is spread out as a layer on a moving cooling surface and the metal web that forms when the melt cools is drawn off. Es ist bekannt, dass eine erhebliche Verbesserung der Eigenschaften, z. B. der Festigkeit und Zähigkeit, eines Metalls durch eine schnelle, ein feinkristallines Gussgefüge hervorrufende Erstarrung beim Giessen erreicht werden kann. Dieser Umstand kann damit erklärt werden, dass durch die durch die rasche Abkühlung verursachte hohe Erstarrungsgeschwindigkeit das Wachstum der einzelnen, anfangs gebildeten, äusserst kleinen Dendriten mit ihrer Vielzahl von dicht aneinandersitzenden Dendritarmen frühzeitig abgebrochen wird.  It is known that a significant improvement in properties, e.g. B. the strength and toughness of a metal can be achieved by a rapid, a fine crystalline cast structure causing solidification during casting. This fact can be explained by the fact that the rapid solidification caused by the rapid cooling causes the growth of the individual, initially formed, extremely small dendrites with their large number of closely spaced dendrite arms to be stopped early. Beim Giessen ist selbstverständlich die Abkühlungsintensität bzw. die Erstarrungsgeschwindigkeit für die in der Nähe der Formwand befindliche Schmelze am grössten. Mit zunehmendem Abstand von der Formwand nimmt die Zuwachsrate des erstarrenden Gussstücks rasch, und zwar exponentiell, ab.  When casting, of course, the cooling intensity or the rate of solidification is greatest for the melt located near the mold wall. As the distance from the mold wall increases, the rate of growth of the solidifying casting decreases rapidly, exponentially. Die Zunahme der Stärke der erstarrenden Schicht eines Gussstücks wird häufig mit der vereinfachten Formel s=f ausgedrückt, wobei s die Schichtstärke nach der Erstarrungszeit t, und k ein vom Material und der Kühlungsintensität abhängiger Faktor ist. The increase in the thickness of the solidifying layer of a casting is often expressed using the simplified formula s = f, where s is the layer thickness after the solidification time t, and k is a factor dependent on the material and the cooling intensity. Das Ergebnis des abnehmenden Zuwachses der Schichtstärke, d. h. die Abnahme der Erstarrungsgeschwindigkeit, kommt deutlich schon bei mikroskopischer Beobachtung des Gussgefüges eines grösseres Gussstücks zum Vorschein. Besonders beim Kokillenguss oder in wassergekühlten Kokillen, z. B. beim Stranggiessen, gegossenen Gussstücken, wird das Gefüge an den Randflanschen des Gussstücks so feinkristallin, dass eine mikroskopische Beobachtung erforderlich ist, um die Grössenunterschiede der Kristalle erkennen zu können. In diesem Bereich sind die vorstehend erwähnten besseren Eigenschaften des Materials zu suchen.  The result of the decreasing increase in layer thickness, i.e. H. the decrease in the rate of solidification is already evident when the casting structure of a larger casting is observed microscopically. Especially when casting molds or in water-cooled molds, e.g. B. in continuous casting, cast castings, the structure on the edge flanges of the casting is so fine that a microscopic observation is required to recognize the size differences of the crystals. In this area the better properties of the material mentioned above should be sought. Bei einer erheblich intensi veren Kühlung der Gussstücksfläche, als dies mit Hilfe einer normalen Kühlfläche erreicht werden kann, ist sogar das Ausbleiben einer Dendritbildung, d. h. eine Kristallisierung, denkbar, wobei ein glasartiges Gefüge entstehen würde, dessen Materialeigenschaften weiter verbessert wären. With a considerably more intensive cooling of the casting surface than can be achieved with the aid of a normal cooling surface, even the absence of dendrite formation, i.e. H. crystallization, conceivable, whereby a glass-like structure would arise, the material properties of which would be further improved. Um ein ausschliesslich feinkristallines Gussgefüge zu erhalten, kann folglich eine gewisse Wandstärke des Gussstücks nicht überschritten werden, es sei denn, die Temperatur der Schmelze liege schon beim Eingiessen in die Gussform ganz in der Nähe der Solidustemperatur, d. h. die Schmelze sei stark unterkühlt oder liege in Form eines Breies vor, d. h. als eine Mischung von Kristallen und Schmelze; dies ist jedoch in industriellen Betrieben kaum ohne beträchtliche Schwierigkeiten zu bewerkstelligen.  In order to obtain an exclusively finely crystalline casting structure, a certain wall thickness of the casting cannot consequently be exceeded, unless the temperature of the melt is already close to the solidus temperature when it is poured into the casting mold, i.e. H. the melt is strongly supercooled or is in the form of a slurry, d. H. as a mixture of crystals and melt; however, this can hardly be accomplished in industrial plants without considerable difficulties. Verfahren zur Herstellung von Halbzeug für das Walzen, Schmieden oder Pressen mit durchgehend feinkristallinem Gussgefüge und ohne Steigerungen sind bekannt (DE-OS 2 406 252 und 2 548 939). Gemäss diesen Verfahren werden so dünne Metallbahnen gegossen, dass ihr Gefüge wegen der schnellen Durcherstarrung durchgehend feinkristallin wird.  Processes for the production of semi-finished products for rolling, forging or pressing with a continuously fine-crystalline cast structure and without increases are known (DE-OS 2 406 252 and 2 548 939). According to these processes, metal sheets are cast so thin that their structure becomes continuously fine-crystalline due to the rapid solidification. Eine Anzahl dieser Metallbahnen werden dann aufeinandergestapelt und für das Zusammenschweissen bei hoher Temperatur zu einem homogenen Werkstück zusammengepresst, das frei von Steigerungen ist und eine durchgehend gleichmässige Zusammensetzung aufweist. Das Giessen erfolgt hierbei zweckmässig durch Ausbreiten einer Schmelze auf eine kontinuierlich bewegte Kühlfläche. Nach dem Verschweissen ist ein Durchkneten zum Fertigprodukt vorgesehen, um nicht nur die gewünschte Form und Querschnittsgrösse zu erreichen, sondern auch eine durchgehende Gleichförmigkeit der Struktur des Werkstücks sicherzustellen. Allerdings ist hierfür eine viel geringere Querschnittsabnahme als bei herkömmlich gegossenem Material erforderlich. A number of these metal sheets are then stacked on top of one another and pressed together for welding at high temperature to form a homogeneous workpiece which is free of increases and has a uniform composition throughout. The casting is advantageously carried out by spreading a melt onto a continuously moving cooling surface. After welding, kneading to the finished product is provided in order not only to achieve the desired shape and cross-sectional size, but also to ensure a continuous uniformity of the structure of the workpiece. However, this requires a much smaller decrease in cross-section than with conventionally cast material. Trotz einer hauptsächlich einseitigen Kühlung bei der Erstarrung der dünnen Metallbahn ist eine bemerkenswerte Produktionskapazität erreichbar. Bei einer beidseitigen Kühlung wäre zwar sowohl ein durchschnittlich noch feinkörnigeres Gefüge als auch eine noch grössere Produktion erreichbar.  Despite a mainly one-sided cooling when the thin metal sheet solidifies, a remarkable production capacity can be achieved. With cooling on both sides, both an average even more fine-grained structure and an even larger production would be achievable. Jedoch ist das Giessen zwischen zwei Kühlflächen mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden; die Zuführung der Schmelze zu einer schmalen Giessöffnung ist wegen der Neigung des Zufrierens der Düse äusserst schwierig. Zudem besteht beim Eingiessen in einen vor dem Spalt zwischen zwei konvergierenden, mitbewegten Kühlflächen angeordneten Sumpf, wie z. B. beim Giessen zwischen Walzen, die Gefahr eines Zurückdrängens des bei Erreichen der Giessöffnung noch nicht erstarrten Metalls, dessen Gehalt an niedrigschmelzenden Bestandteilen durch Ausscheidung gewöhnlich erhöht ist. Der Schmelzensumpf vor der Giessöffnung wird damit allmählich mit diesen Bestandteilen angereichert, wodurch eine unerwünschte, fortlaufende Verschiebung der Zusammensetzung des gegossenen Stücks im Verlaufe des Giessens hervorgerufen wird. However, casting between two cooling surfaces is associated with considerable difficulties; the supply of the melt to a narrow pouring opening is extremely difficult because of the tendency of the nozzle to freeze up. In addition, when pouring into a sump arranged in front of the gap between two converging, moving cooling surfaces, such. B. when casting between rollers, the risk of pushing back the metal that has not yet solidified when it reaches the pouring opening, the content of low-melting components is usually increased by precipitation. The melt sump in front of the pouring opening is thus gradually enriched with these components, which causes an undesirable, continuous shift in the composition of the cast piece in the course of the casting. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Giessen einer Metallbahn, bei dem eine Schmelze als Schicht auf eine bewegte Kühlfläche ausgebreitet und die sich beim Abkühlen der Schmelze bildende Metallbahn abgezogen wird, so auszugestalten, dass eine schnellere Durcherstarrung der ausgebreiteten Schmelzenschicht erzielt wird, sei es zur Erreichung einer weiteren Kornverfeinerung oder sei es zur Erreichung einer grösseren Schichtstärke der Metallbahn, d. h.  The invention is based on the object of designing a method for casting a metal web, in which a melt is spread out as a layer on a moving cooling surface and the metal web forming when the melt cools is pulled off in such a way that the spreading melt layer is more rapidly solidified, be it to achieve a further grain refinement or to achieve a greater layer thickness of the metal sheet, d. H. einer grösseren Kapazität, bei günstiger Kornfeinheit. a larger capacity with a favorable grain size. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass auf die freie Oberfläche der ausgebreiteten Schmelzenschicht ein Kühlmittel aufgebracht wird.  This object is achieved according to the invention in that a coolant is applied to the free surface of the spread melt layer. Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäss eine Kühleinrichtung vorgeschlagen, welche in Bewegungsrich- **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.  To carry out the method, a cooling device is proposed according to the invention, which is arranged in the direction of movement. ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
CH1046577A 1977-08-26 1977-08-26 Method and apparatus for casting a metal band CH622725A5 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1046577A CH622725A5 (en) 1977-08-26 1977-08-26 Method and apparatus for casting a metal band

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1046577A CH622725A5 (en) 1977-08-26 1977-08-26 Method and apparatus for casting a metal band

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH622725A5 true CH622725A5 (en) 1981-04-30

Family

ID=4363525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1046577A CH622725A5 (en) 1977-08-26 1977-08-26 Method and apparatus for casting a metal band

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH622725A5 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4562878A (en) * 1984-02-27 1986-01-07 Olin Corporation Electromagnetic shaping of thin semiconductor ribbon strip cast onto a chill block
WO1987000461A1 (en) * 1985-07-21 1987-01-29 Concast Standard Ag Process and device for casting crystalline metal strip
US4649984A (en) * 1984-07-23 1987-03-17 Allied Corporation Method of and apparatus for casting metal strip employing a localized conditioning shoe
WO1987002285A1 (en) * 1985-10-11 1987-04-23 National Aluminum Corporation Method of and apparatus for continuous casting of metal strip
US4751957A (en) * 1986-03-11 1988-06-21 National Aluminum Corporation Method of and apparatus for continuous casting of metal strip
US4791979A (en) * 1986-07-18 1988-12-20 Allied-Signal Inc. Gas assisted nozzle for casting metallic strip directly from the melt
US4828012A (en) * 1988-04-08 1989-05-09 National Aluminum Corporation Apparatus for and process of direct casting of metal strip
US4955429A (en) * 1988-04-08 1990-09-11 Reynolds Metal Company Apparatus for and process of direct casting of metal strip
EP0470913A1 (en) * 1990-08-08 1992-02-12 Pechiney Rhenalu Method for controlling thickness of metallic continuous casting strip on rolls
US5564489A (en) * 1993-03-05 1996-10-15 Wieland-Werke Ag Casting device for the continuous manufacture of metal strip
CN106269930A (en) * 2016-08-29 2017-01-04 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 A kind of method improving titanium band hot-working surface quality

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4562878A (en) * 1984-02-27 1986-01-07 Olin Corporation Electromagnetic shaping of thin semiconductor ribbon strip cast onto a chill block
US4649984A (en) * 1984-07-23 1987-03-17 Allied Corporation Method of and apparatus for casting metal strip employing a localized conditioning shoe
WO1987000461A1 (en) * 1985-07-21 1987-01-29 Concast Standard Ag Process and device for casting crystalline metal strip
WO1987002285A1 (en) * 1985-10-11 1987-04-23 National Aluminum Corporation Method of and apparatus for continuous casting of metal strip
US4751957A (en) * 1986-03-11 1988-06-21 National Aluminum Corporation Method of and apparatus for continuous casting of metal strip
US4791979A (en) * 1986-07-18 1988-12-20 Allied-Signal Inc. Gas assisted nozzle for casting metallic strip directly from the melt
US4828012A (en) * 1988-04-08 1989-05-09 National Aluminum Corporation Apparatus for and process of direct casting of metal strip
US4955429A (en) * 1988-04-08 1990-09-11 Reynolds Metal Company Apparatus for and process of direct casting of metal strip
EP0470913A1 (en) * 1990-08-08 1992-02-12 Pechiney Rhenalu Method for controlling thickness of metallic continuous casting strip on rolls
FR2665653A1 (en) * 1990-08-08 1992-02-14 Pechiney Rhenalu METHOD FOR CONTROLLING THE THICKNESS OF A CONTINUOUSLY CAST METAL STRIP ON A CYLINDER.
US5564489A (en) * 1993-03-05 1996-10-15 Wieland-Werke Ag Casting device for the continuous manufacture of metal strip
CN106269930A (en) * 2016-08-29 2017-01-04 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 A kind of method improving titanium band hot-working surface quality

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3873541T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR DIRECTLY CASTING METAL STRIP.
DE69724498T2 (en) Method for casting steel strips
DE60011474T2 (en) CASTING A STEEL TAPE
CH625438A5 (en) Method and apparatus for the production of a metal strip
DE2909990C2 (en) Process for direct cooling of a metal strand during continuous casting
DE69604825T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING DEFORMABLE STEEL
CH622725A5 (en) Method and apparatus for casting a metal band
EP1181997A1 (en) Process and device for continuous casting of steel strip from molten steel
DE69602906T2 (en) Pouring tube for introducing a liquid metal into a continuous casting mold for casting metallic products with this equipped continuous casting device
DE2043882A1 (en) Flat cast object formed with a spray of - atomised metal
DE3850464T2 (en) Casting process for a continuous casting device with reduced height and corresponding immersion pouring.
DE3440236C2 (en)
EP3993921B1 (en) Melt supply for strip casting systems
DE3440237A1 (en) DEVICE FOR CONTINUOUSLY CASTING METALS, ESPECIALLY STEEL
DE3627196C2 (en)
DE3925243C2 (en)
EP0154250B1 (en) Method and apparatus for the continuous casting of metals between two cooled drums with parallel axes
DE69612992T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR CASTING A METAL STRIP
DE60316568T3 (en) BAND TEMPERATURE REGULATION IN A CONTINUOUS BELT PLANT
DE19638906C1 (en) Production of continuous coated metal products, in particular metal strips
DE3440235A1 (en) Process and apparatus for the continuous strip casting of metals, especially steel
EP0045365A1 (en) Means for introducing molten metal into a continuous-casting mould having travelling walls
DE2030426A1 (en)
DE4410511A1 (en) Method and device for pouring melts close to final dimensions
DE3306372A1 (en) Method of manufacturing steel sheets or plates

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased