[0001] Die Erfindung betrifft eine Dichtplatte zur Seitenabdichtung eines zwischen zwei Giessrollen einer Bandgiessmaschine gebildeten Giessspaltes gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Beim Giessen mit angepressten Seitenabdichtplatten zeigen bekanntlich die Dichtplatten einen hohen Verschleiss. Gleichzeitig werden auch die Stirnseiten der Giessrollen abgenutzt. Dies hat den Nachteil, dass der benetzte Teil der jeweiligen Dichtplatte zwischen die Giessrollen wächst, was eine Bandbreiteveränderung (Verschmälerung der Bandbreite) mit sich bringt und zu undefinierten Verhältnissen führt. Besonders nachteilig sind Auswaschungen und Verschleiss im Kantenbereich der Giessrollen, die partielle Erstarrungen bzw. Finnen-Bildungen zur Folge haben.
Die Dichtplatten werden in der Regel aus feuerfesten Materialien wie Bornitrid, SiAlON mit Bornitrid oder ähnlichen Werkstoffen hergestellt, die ausserordentlich teuer sind.
[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, die kostengünstig ist und dennoch ausreichende Lebensdauer mit möglichst kleiner Abnützung aufweist, und die die Herstellung eines Metallbandes mit gleichmässigen Seitenpartien ohne Finnen ermöglicht.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Dichtplatte mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
[0005] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Dichtplatte bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0006] Dadurch,
dass erfindungsgemäss die Dichtplatte auf ihrer Abdichtseite zumindest im Stirnseitenbereich der Giessrollen mit einem abnützungsresistenteren und niedrigeren Reibungskoeffizienten aufweisenden Material als die Stirnseiten der Giessrollen beschichtet ist, kann die Dichtplatte aus einem preiswerten feuerfesten Material oder aus einer hochtemperaturbeständigen Legierung bestehen, oder aus zwei beispielsweise aus vorstehend genannten Materialien bestehenden Teilen zusammengesetzt sein, wodurch die Kosten für ein Seitenabdichtungspaar inkl. Wechsel, nötiges Vorheizen etc. erheblich gesenkt werden. Dennoch kann eine ausreichende Lebensdauer bis zur Aufbereitung bzw.
Wiederverwendung (im Durchschnitt etwa 8 bis 20 h) im kontinuierlichen Giessbetrieb erreicht und die Abnützung der Dichtplatten minimal gehalten werden.
[0007] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine Seitenabdichtung mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Dichtplatte im vertikalen Längsschnitt;
<tb>Fig. 2<sep>einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1;
<tb>Fig. 3<sep>einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2;
<tb>Fig. 4<sep>eine Seitenabdichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Dichtplatte im vertikalen Längsschnitt;
<tb>Fig. 5<sep>einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4;
<tb>Fig. 6<sep>einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5;
<tb>Fig. 7<sep>eine Seitenabdichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Dichtplatte im vertikalen Längsschnitt;
<tb>Fig. 7a<sep>eine Variante zum Detail D nach Fig. 7;
<tb>Fig. 8<sep>einen Schnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 7; und
<tb>Fig. 9<sep>einen Schnitt nach Linie IX-IX in Fig. 8.
[0008] In Fig. 1 bis 3 ist eine Seitenabdichtung 10 für eine Rollen-Bandgiessmaschine gezeigt, die zur seitlichen Abdichtung eines zwischen zwei Giessrollen gebildeten Giessspaltes vorgesehen ist. Zwei zu beiden Stirnseiten der Giessrollen angeordnete Seitenabdichtungen 10 (auch Schmalseitenteile genannt) begrenzen den Giessspalt in seiner Länge. Die Giessrollen sind in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet und mit 1, 2 bezeichnet. Die Seitenabdichtung 10 umfasst eine Dichtplatte 11, die in einem mit einer Anstellvorrichtung 13 wirkverbundenen Halterahmen 12 untergebracht ist.
Mittels der Anstellvorrichtung 13, die an sich bekannt ist und daher in ihrem Aufbau nicht näher beschrieben wird, ist der Halterahmen 12 mitsamt der Dichtplatte 11 in Längsrichtung der Giessrollen 1, 2 verstellbar und dadurch die Dichtplatte 11 mit ihrer Abdichtseite 11a an Stirnseiten der Giessrollen 1, 2 positionierbar.
[0009] Die Dichtplatte 11 ist in einem behälterförmigen Teil (containment) 16 des Halterahmens 12 untergebracht, der auf einer Stahlauflage 17 des Halterahmens 12 aufliegt und mit dieser verbunden, beispielsweise verschweisst, ist. Die Stahlauflage 17 ist wiederum einerseits mit einem hinteren Rahmenteil 18 und anderseits mit den behälterförmigen Teil 16 umschliessenden und in seiner Lage positionierenden Seitenteilen 20, 21 verbunden, vorzugsweise verschweisst.
Sowohl der hintere Rahmenteil 18 als auch die Seitenteile 20, 21 des Halterahmens 12 sind mit Kühlkanälen 22, 23 bzw. 24, 25 (vgl. insbesondere Fig. 3) für ein Kühlmedium, vorzugsweise Kühlwasser, versehen. Der Kühlwasser-Zulauf ist in Fig. 1 und 2 mit Pfeil E angedeutet, der Kühlwasser-Ablauf ist in Fig. 2 mit Pfeilen A bezeichnet.
[0010] Die Dichtplatte 11 besteht aus einem feuerfesten Material, wobei es sich um einen graphithaltigen Kohlenstoff oder um eine Mischung aus SiO2, Al2O3, Zirkonoxyd und Graphit - ähnlich wie bei heutigen Giessrohren - handeln kann. Auf der Abdichtseite 11a ist sie mit einem Material beschichtet, welches gute Gleit- und Abriebeigenschaften aufweist, wie z.B. mit Bornitrid, SiAlON oder dem als Dichtungsmaterial bei Gasturbinen bekannten Abradables. Die Beschichtung erfolgt durch Spritzen.
Die Dicke der Schicht beträgt 0,1 bis 2 mm.
[0011] Die Dichtplatte 11 ist im behälterförmigen Teil 16 mit ihrer der Abdichtseite 11a abgewandten Fläche auf drei Hartauflagen 28 abgestützt und vorzugsweise mittels an ihrem Umfang angeordneter, feuerfester Verkeilungselemente 29 festgehalten (diese Befestigungsart ermöglicht leichtes Einlegen und Herausdrücken der Dichtplatte 11 in den Halterahmen 12, d.h. ein rasches Auswechseln der Dichtplatte 11). Zwischen der Dichtplatte 11 und dem behälterförmigen Teil 16 ist eine Isolation 30 vorhanden.
[0012] Die Beschichtung erlaubt, die Seitenabdichtungen 10 mit den Dichtplatten 11 beim Angiessen zum Einschleifen und danach in einzelnen Zeitabständen, z.B. alle 30 min bis 1 h, gegen die Giessrollen-Stirnseiten zu pressen, um diese anschliessend in einem Abstand von z.B. 0,05 bis 0,4 mm von den Stirnseiten zu positionieren.
Dabei wird die Abnützung sowohl der Giessrollen-Stirnseiten und Giessrollen-Kanten als auch der Dichtplatten 11 minimal gehalten. Der vorstehend erwähnte Abstand ist erfahrungsgemäss tolerierbar, ohne dass eine Gefahr besteht, dass die Metallschmelze austritt. Allenfalls kann elektromagnetisch beispielsweise durch Erzeugen von Wirbelströmen in der Metallschmelze dieser Gefahr entgegengewirkt werden (vgl. CH 695 138).
[0013] Die Abdichtseite 11a kann über ihre ganze Fläche mit dem gleichen Material beschichtet sein.
Es kann sich aber auch beispielsweise im benetzten Bereich um eine unterschiedliche Beschichtung handeln, zum Beispiel mit niedriger Benetzbarkeit, mit guten Isolationseigenschaften und Abnutzungswerten etc.
[0014] In Fig. 4 bis 6 ist eine Seitenabdichtung 10 ¾ dargestellt, die mit einer aus einer hochtemperaturbeständigen Legierung bestehenden Dichtplatte 31 ausgestattet ist. Die bezüglich der Seitenabdichtung 10 nach Fig. 1 bis 3 gleichbleibenden Teile sind in Fig. 4 bis 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der hochtemperaturbeständigen Legierung kann es sich um eine Ni-Cr-, Ni-Cr-Co-, Ni-Mo-, Ni-W-Legierung oder ähnliche Materialien handeln. Handelsüblich sind beispielsweise Legierungen INCONEL, INCOLOY oder NIMONIC. Zum Spannungsabbau ist die Dichtplatte 31 sowohl horizontal als auch vertikal geschlitzt (vgl. Schlitze 34, 35 nach Fig. 4 bzw. 6).
Die Dichtplatte 31 ist mit einer Trägerplatte 37 mittels Schrauben 38 verschraubt und zusammen mit dieser in den Halterahmen 12 ¾ eingesetzt. Allenfalls kann eine Isolationsplatte dazwischengelegt werden.
[0015] Die Dichtplatte 31 ist wiederum auf ihrer Abdichtseite 31a zumindest im Stirnseitenbereich der Giessrollen 1, 2 mit einem gute Gleit- und Abriebeigenschaften aufweisenden Material (Bornitrid, SiAlON, Abradables etc.) beschichtet.
[0016] Die Kühlung der Seitenabdichtung 10 ¾ entspricht der voranbeschriebenen Lösung, wobei diese so eingestellt wird, dass die Temperatur des Legierungsmaterials bzw. der Beschichtung ca. 700 deg. bis 1100 deg. beträgt.
[0017] Bei dieser Lösung wird in Kauf genommen, dass im Bereich der benetzten Fläche zwischen den Giessrollen an der beschichteten Dichtplatte 31 eine limitierte Erstarrung stattfinden kann.
Durch Veränderung des Abstandes zwischen den Giessrollen in vertikaler Richtung bei gleichzeitiger Bewegung der Rollen und des Materials nach unten oder durch Einperlen von Inertgas durch Beschichtungsporen gelangen jedoch allfällige Erstarrungsansätze in das Material (Schmelze). Mit den vorstehend erwähnten Massnahmen könnte auch Grauguss oder hochfester Stahl als Material für die Dichtplatte 31 in Frage kommen.
[0018] Eine Seitenabdichtung 10 ¾ ¾ mit einer weiteren Variante einer erfindungsgemässen Dichtplatte 41 ist in Fig. 7 bis 9 dargestellt. Die Dichtplatte 41 ist aus zwei Teilen 42, 43 zusammengesetzt, die gemeinsam im behälterförmigen Teil 16 des Halterahmens 12 untergebracht und vorzugsweise mittels der Verkeilungselemente 29 festgehalten werden.
Der erste, den benetzten Bereich abdeckende Teil 42 besteht - ähnlich wie die Dichtplatte 11 nach Fig. 1 bis 3 - aus einem feuerfesten Material und ist mit einer dazwischenliegenden Isolation 44 im Halterahmen 12 gehalten. Der zweite Teil 43 besteht - ähnlich wie die Dichtplatte 31 nach Fig. 3 bis 6 - aus einer hochtemperaturbeständigen Legierung (z.B. Nr-Cr-Co, Ni-Cr, Ni-Mo, Ni-W), einem Grauguss, hochfestem Stahl etc. und kann allenfalls auch mit dazwischenliegender Isolation (in Fig. 7 und 9 ist keine Isolationsplatte dargestellt) im Halterahmen 12 bzw. seinem Teil 16 festgehalten werden.
Beide Teile 42, 43 können wiederum auf der Abdichtseite 41a mit der gleichen oder auch mit unterschiedlicher Beschichtung versehen sein.
[0019] Der zweite Teil 43 der Dichtplatte 41 weist eine Art "Schnauzform" mit zwei sich entlang der Giessrollen-Stirnseiten erstreckenden und unten zu einem gemeinsamen mittleren Bereich 43m zusammenlaufenden Schenkeln 43s, zwischen welche der erste Teil 42 von oben hineinragt. Dabei kann der erste Teil 42 in seinem untersten Bereich abgerundet oder eine horizontale oder schräge untere Trennfläche aufweisen, wobei die unterste Trennlinie oder Trennfläche 46 (Fig. 7 und 8) zwischen den beiden Dichtplatten-Teilen 42, 43 oberhalb eines sogenannten Kusspunktes liegt, in welchem die beiden an der jeweiligen Giessrollen-Oberfläche teilweise erstarrten Schichten zusammenlaufen.
Der erste Teil 42 überlappt auch vorzugsweise die Giessrollen-Stirnseiten radial um einen Betrag von bis zu 4,0 mm, so dass nicht nur im benetzten Bereich, sondern auch entlang der Rollenkanten und über dem Kusspunkt ein relativ kleiner Wärmefluss zustande kommt, und keine Auswaschungen bzw. Ausbrechungen entstehen. Die genaue Rollenkanten-Kontur kann auch durch übergreifende Beschichtung der beiden Dichtplatten-Teile 42, 43 verwischt werden.
[0020] Wie in Fig. 7a angedeutet, kann der erste Teil 42 auf einer Absatzfläche 47 des zweiten Teiles 43 aufliegen, wobei der zweite Teil 43 eine hintere, halterahmenseitige Auflage 48 für den ersten Teil 42 bildet.
[0021] Insbesondere bei Verwendung von feuerfesten Dichtplatten oder Dichtplatten-Teilen (erste und dritte Variante) mit vorgesetzten Isolationsplatten werden diese vor dem Giessprozes vorgeheizt.
Bei Verwendung der aus hochtemperaturbeständigen Legierungen bestehenden Dichtplatten oder Dichtplatten-Teilen (zweite und dritte Variante, eventuell aber auch bei der ersten Variante) kommt induktive oder Widerstands-Beheizung vor und während des Giessprozesses in Betracht.
The invention relates to a sealing plate for side sealing of a casting gap formed between two casting rolls of a strip casting machine according to the preamble of claim 1.
When casting with pressed Seitenabdichtplatten show the sealing plates known a high wear. At the same time, the faces of the casting rolls are also worn. This has the disadvantage that the wetted part of the respective sealing plate grows between the casting rolls, which results in a bandwidth change (narrowing of the bandwidth) and leads to undefined conditions. Particularly disadvantageous are washouts and wear in the edge region of the casting rolls, which result in partial solidification or formation of fins.
The sealing plates are usually made of refractory materials such as boron nitride, SiAlON with boron nitride or similar materials that are extremely expensive.
The present invention has for its object to provide a sealing plate of the type mentioned, which is inexpensive and yet has sufficient life with the least possible wear, and allows the production of a metal strip with uniform side parts without fins.
This object is achieved by a sealing plate with the features of claim 1.
Further preferred embodiments of the inventive sealing plate form the subject of the dependent claims.
Thereby,
that according to the invention the sealing plate is coated on its sealing side at least in the face region of the casting rolls with a wear-resistant and lower coefficient of friction material than the faces of the casting rolls, the sealing plate may consist of a low-cost refractory material or a high-temperature resistant alloy, or of two, for example, from the above Materials existing parts are composed, whereby the cost of a Seitenabdichtungspaar including change, necessary preheating, etc. are significantly reduced. Nevertheless, a sufficient life to preparation or
Reuse (on average about 8 to 20 hours) in continuous casting operation and the wear of the sealing plates are kept to a minimum.
The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
<Tb> FIG. 1 <sep> a side seal with a first embodiment of a sealing plate in vertical longitudinal section;
<Tb> FIG. 2 <sep> a section along line II-II in Fig. 1;
<Tb> FIG. 3 <sep> a section along line III-III in Fig. 2;
<Tb> FIG. 4 <sep> a side seal with a second embodiment of a sealing plate in vertical longitudinal section;
<Tb> FIG. 5 <sep> is a section along line V-V in Fig. 4;
<Tb> FIG. Fig. 6 is a section along line VI-VI in Fig. 5;
<Tb> FIG. 7 <sep> a side seal with a third embodiment of a sealing plate in vertical longitudinal section;
<Tb> FIG. 7a <sep> is a variant of the detail D according to FIG. 7;
<Tb> FIG. 8 <sep> is a section along line VIII-VIII in FIG. 7; and
<Tb> FIG. 9 <sep> is a section along line IX-IX in FIG. 8.
In Fig. 1 to 3, a side seal 10 is shown for a roll-strip casting machine, which is provided for the lateral sealing of a casting gap formed between two casting rolls. Two arranged on both faces of the casting rolls side seals 10 (also called narrow side parts) limit the casting gap in its length. The casting rolls are indicated in phantom in Fig. 2 and designated 1, 2. The side seal 10 comprises a sealing plate 11, which is accommodated in a holding frame 12 operatively connected to a setting device 13.
By means of the adjusting device 13, which is known per se and is therefore not described in detail in its construction, the holding frame 12 together with the sealing plate 11 in the longitudinal direction of the casting rolls 1, 2 adjustable and thereby the sealing plate 11 with its sealing side 11a at end faces of the casting rolls. 1 , 2 positionable.
The sealing plate 11 is housed in a container-shaped part (containment) 16 of the holding frame 12, which rests on a steel support 17 of the support frame 12 and connected thereto, for example, welded, is. The steel support 17 is in turn connected, preferably welded, on the one hand to a rear frame part 18 and on the other hand to the container-shaped part 16 and positioned in its position side parts 20, 21.
Both the rear frame part 18 and the side parts 20, 21 of the holding frame 12 are provided with cooling channels 22, 23 or 24, 25 (cf., in particular, Fig. 3) for a cooling medium, preferably cooling water. The cooling water inlet is indicated in Fig. 1 and 2 with arrow E, the cooling water outlet is indicated in Fig. 2 with arrows A.
The sealing plate 11 is made of a refractory material, which may be a graphite-containing carbon or a mixture of SiO 2, Al 2 O 3, zirconium oxide and graphite - similar to today's Giessrohren - act. On the sealing side 11a, it is coated with a material which has good sliding and abrasion properties, such as e.g. with boron nitride, SiAlON or the abradables known as sealing material in gas turbines. The coating is done by spraying.
The thickness of the layer is 0.1 to 2 mm.
The sealing plate 11 is supported in the container-shaped part 16 with its side facing away from the sealing 11a on three hard pads 28 and preferably held by means arranged on its periphery, refractory wedging 29 (this type of attachment allows easy insertion and ejection of the sealing plate 11 in the support frame 12th , ie a rapid replacement of the sealing plate 11). Between the sealing plate 11 and the container-shaped part 16, an insulation 30 is present.
The coating allows the side seals 10 with the sealing plates 11 to be ground during grinding and then at individual intervals, e.g. every 30 minutes to 1 hour, to press against the Gießrollen end faces, to this then at a distance of e.g. 0.05 to 0.4 mm from the end faces to position.
The wear of both the casting rollers end faces and casting rolls edges and the sealing plates 11 is kept minimal. The above-mentioned distance is tolerable according to experience, without any risk that the molten metal escapes. At most, this risk can be counteracted electromagnetically, for example, by generating eddy currents in the molten metal (compare CH 695 138).
The sealing side 11a may be coated over its entire surface with the same material.
However, it may also be, for example, in the wetted area to a different coating, for example, with low wettability, with good insulation properties and wear values, etc.
In Fig. 4 to 6, a side seal 10 ¾ is shown, which is equipped with a made of a high temperature resistant alloy sealing plate 31. The parts which are the same with respect to the side seal 10 according to FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals in FIGS. 4 to 6. The high-temperature resistant alloy may be a Ni-Cr, Ni-Cr-Co, Ni-Mo, Ni-W alloy or the like. Commercially available, for example, alloys INCONEL, INCOLOY or NIMONIC. For stress relief, the sealing plate 31 is slotted both horizontally and vertically (see slots 34, 35 of Fig. 4 and 6).
The sealing plate 31 is screwed to a support plate 37 by means of screws 38 and inserted together with this in the support frame 12 ¾. At most, an insulation plate can be interposed.
The sealing plate 31 is in turn on its sealing side 31a at least in the end face region of the casting rolls 1, 2 coated with a good sliding and Abriebeigenschaften having material (boron nitride, SiAlON, Abradables, etc.).
The cooling of the side seal 10¾ corresponds to the above-described solution, wherein this is adjusted so that the temperature of the alloy material or the coating is about 700 deg. up to 1100 deg. is.
In this solution is accepted that in the wetted area between the casting rolls on the coated sealing plate 31 a limited solidification can take place.
By changing the distance between the casting rolls in the vertical direction with simultaneous movement of the rollers and the material down or by bubbling inert gas through coating pores, however, any solidification approaches get into the material (melt). With the measures mentioned above, gray cast iron or high-strength steel could also be used as the material for the sealing plate 31.
A side seal 10 ¾ ¾ with a further variant of a sealing plate 41 according to the invention is shown in FIGS. 7 to 9. The sealing plate 41 is composed of two parts 42, 43, which are housed together in the container-shaped part 16 of the holding frame 12 and preferably held by means of the wedging elements 29.
The first, the wetted area covering part 42 is - similar to the sealing plate 11 of FIG. 1 to 3 - made of a refractory material and is held with an intermediate insulation 44 in the support frame 12. The second part 43 is - similar to the sealing plate 31 of FIG. 3 to 6 - made of a high temperature resistant alloy (eg, No-Cr-Co, Ni-Cr, Ni-Mo, Ni-W), a gray cast iron, high-strength steel, etc. and at best can also be held in the holding frame 12 or its part 16 with intervening insulation (in FIG. 7 and 9 no insulation plate is shown).
Both parts 42, 43 may in turn be provided on the sealing side 41a with the same or with different coating.
The second part 43 of the sealing plate 41 has a kind of "snout shape" with two along the casting rollers end faces extending and down to a common central region 43m converging legs 43s, between which the first part 42 projects from above. In this case, the first part 42 rounded in its lowermost region or have a horizontal or oblique lower separation surface, wherein the lowermost parting line or separation surface 46 (Fig. 7 and 8) between the two sealing plate parts 42, 43 above a so-called Kusspunktes, in which the two partially solidified at the respective Giessrollen surface layers together.
The first part 42 also preferably radially overlaps the casting roll end faces by an amount of up to 4.0 mm, so that not only in the wetted area, but also along the roll edges and above the kiss point, a relatively small heat flow is achieved, and no washouts or breakouts arise. The exact roller edge contour can also be blurred by overlapping coating of the two sealing plate parts 42, 43.
As indicated in Fig. 7a, the first part 42 can rest on a shoulder surface 47 of the second part 43, wherein the second part 43 forms a rear, frame side support 48 for the first part 42.
In particular, when using refractory sealing plates or sealing plate parts (first and third variant) with superior isolation plates these are preheated before the casting process.
When using the high temperature resistant alloys existing sealing plates or sealing plate parts (second and third variant, but possibly also in the first variant) is inductive or resistance heating before and during the casting process into consideration.