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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
mit zwei Kühlwalzen, bei der geschmolzenes Metall in den
Raum zwischen die beiden Kühlwalzen gegeben wird, um durch
Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Metalls an den
Oberflächen der beiden Kühlwalzen ein Gußteil
auszubilden.
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Das
direkte Gießen von dünnen Platten mit einer Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
mit zwei Kühlwalzen ist ein an sich bekanntes Verfahren.
Für Doppelwalzen-Stranggußvorrichtungen mit zwei Kühlwalzen
wurde auch bereits vorgeschlagen, beim Verfestigen des geschmolzenen
Metalls ein langsames Abkühlen zu bewirken, um eine Rißbildung
in den dünnen Platten zu verhindern, und das Ausbilden
von Vorsprüngen oder Rippen, die eine Struktur ergeben,
an der Oberfläche der Kühlwalzen, damit die Dicke
der dünnen Platten (der verfestigten Außenhaut
davon) gleichmäßiger wird (siehe zum Beispiel
die
japanische Patentanmeldung
Nr. 1991-128149 und die
japanische
Patentanmeldung Nr. 2004-042128 ).
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Gleichmäßig
verteilte Vorsprünge an den Kühlwalzen bewirken,
daß sich die Außenhaut oder Schale des Gußteils
gleichmäßig verfestigt, da die Verfestigung des
geschmolzenen Metalls an den Spitzen der Vorsprünge beginnt,
so daß im Ergebnis die Dicke der Außenhaut in
den frühen Stufen der Verfestigung gleichmäßiger
wird. In der Seitenrichtung der Walzen gleichmäßig
angeordnete Rippen haben zumindest hinsichtlich einer Vergleichmäßigung
der Dicke der Außenhaut in seitlicher Richtung den gleichen
Effekt.
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Weitere
Doppelwalzen-Stranggußvorrichtungen sind aus der
japanischen Patentschrift Nr. 2783484 und
der
japanischen Patentschrift
Nr. 3045212 bekannt.
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Bei
den herkömmlichen Doppelwalzen-Stranggußvorrichtungen
(Dünnbrammen-Gußvorrichtungen) zum Gießen
von dünnen Platten müssen die Kühlwalzen
jedoch die verfestigten Schalen auf beiden Seiten der Platte über
die ganze Breite der Platte (die ganze axiale Länge der
Kühlwalzen) zusammendrücken, um sie zu verbinden.
Der Liniendruck in der seitlichen Richtung der dünnen Platte
ist dabei sehr hoch, er liegt etwa im Bereich von 1 kg/mm bis 25
kg/mm (siehe die
japanische Patentschrift
Nr. 2783484 ) oder sogar im Bereich von 9 kg/mm bis 40 kg/mm
(siehe die
japanische Patentschrift
Nr. 3045212 ). Bemühungen, durch Vorsprünge
oder Rippen
2 an der Oberfläche von Kühlwalzen
1 eine
Vergleichmäßigung der Dicke der verfestigten Schale
zu erreichen, können daher schnell dadurch zunichte gemacht
werden, daß die Vorsprünge oder Rippen
2 vorzeitig
Schaden nehmen, sich abnützen und dergleichen, wie es in
der
16 der Zeichnung gezeigt ist.
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung zu
schaffen, bei der die Kühlwalzen eine lange Lebensdauer
aufweisen, innerhalb der die Formen von Vorsprüngen oder
Rippen an der Oberfläche der Kühlwalzen erhalten
bleiben und damit auch deren Auswirkungen wie eine Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schale oder Außenhaut eines
Gußteils.
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Diese
Aufgabe wird mit der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
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Zur
Lösung der genannten Aufgabe umfaßt die vorliegende
Erfindung eine Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung, bei der
geschmolzenes Metall aus einem Behälter in den Raum zwischen zwei
Kühlwalzen gegeben wird, um durch Abkühlen und
Verfestigen des geschmolzenen Metalls an den Oberflächen
der beiden Kühlwalzen ein Gußteil zu erzeugen.
Zumindest in dem in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt der
Kühlwalzen sind an den Oberflächen der Kühlwalzen
Vorsprünge oder Rippen ausgebildet. Die in seitlicher Richtung
gegenüberliegenden Ränder des Gußteils
werden dadurch ausgebildet, daß das geschmolzene Metall
mit Gußteilrand-Erzeugungseinrichtungen an den seitlich
gegenüberliegenden Seiten jeder der beiden Kühlwalzen
abgekühlt und verfestigt wird. Der in seitlicher Richtung
mittlere Abschnitt des Gußteils wird dadurch erzeugt, daß das
geschmolzene Metall an den Oberflächen der in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitte der beiden Kühlwalzen abgekühlt
und verfestigt wird, wobei das Gußteil in dem in seitlicher Richtung
mittleren Abschnitt zwischen den verfestigten Schalen noch nicht
verfestigtes, geschmolzenes Metall enthält.
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Bei
der erfindungsgemäßen Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
kann die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung jeweils eine
von drei Ausgestaltungen aufweisen.
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Bei
der ersten Ausgestaltung werden die seitlich gegenüberliegenden
Ränder des Gußteils dadurch erzeugt, daß die
seitlichen Ränder einer von zwei ersten verfestigten Schalen
mittels Walzenbünden an den seitlichen Endabschnitten jeder
der beiden Kühlwalzen gegen die seitlichen Ränder
der jeweils anderen der ersten verfestigten Schalen gedrückt
und damit verbunden werden, wobei die seitlichen Ränder
der ersten verfestigten Schalen durch Abkühlen und Verfestigen
des geschmolzenen Metalls an den Oberflächen der Walzenbünde
entstehen.
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Bei
der zweiten Ausgestaltung werden die seitlich gegenüberliegenden
Ränder des Gußteils dadurch erzeugt, daß die
seitlichen Ränder von zweiten verfestigten Schalen durch
die seitlichen Endabschnitte jeder der beiden Kühlwalzen
gegen dritte verfestigte Schalen gedrückt und damit verbunden werden,
wobei die seitlichen Ränder der zweiten Schalen durch Abkühlen
und Verfestigen des geschmolzenen Metalls an den Oberflächen
der seitlichen Endabschnitte der Kühlwalzen ent stehen und die
dritten verfestigten Schalen durch Abkühlen und Verfestigen
des geschmolzenen Metalls an der Oberfläche eines Kühlmediums
erzeugt werden, das von einer Kühlmedium-Zuführeinrichtung
in den Abschnitt an den seitlichen Endabschnitten zwischen die beiden
Kühlwalzen eingeführt wird.
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Bei
der dritten Ausgestaltung werden die seitlich gegenüberliegenden
Ränder des Gußteils dadurch erzeugt, daß die
seitlichen Ränder einer vierten verfestigten Schale durch
Walzenbünde an den seitlichen Endabschnitten einer ersten
der beiden Kühlwalzen und die seitlichen Endabschnitte
der zweiten der beiden Kühlwalzen gegen die seitlichen Ränder
einer fünften verfestigten Schale gedrückt und
damit verbunden werden, wobei die seitlichen Ränder der
vierten verfestigten Schale durch Abkühlen und Verfestigen
des geschmolzenen Metalls an der Oberfläche der Walzenbünde
der ersten der beiden Kühlwalzen erzeugt werden und die
seitlichen Ränder der fünften verfestigten Schale
durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Metalls
an den Oberflächen der seitlichen Endabschnitte der zweiten
Kühlwalze erzeugt werden.
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Wenn
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die erste Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der Walzenbünde
an den beiden Kühlwalzen glatt sein und ohne Vorsprünge
und Rippen. Wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung
die zweite Ausgestaltung aufweist, können die Oberflächen
der seitlichen Endabschnitte der beiden Kühlwalzen glatt
sein und ohne Vorsprünge und Rippen. Wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung
die dritte Ausgestaltung aufweist, können die Oberflächen
der Walzenbünde an der einen Kühlwalze und die
Oberflächen der seitlichen Endabschnitte der anderen Kühlwalze
glatt sein und ohne Vorsprünge und Rippen.
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Wenn
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die erste Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der Walzenbünde
an den beiden Kühlwalzen mit Vorsprüngen oder
Rippen mit gerundeten oder abgeflachten Spitzen versehen sein. Wenn
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die zweite Ausgestaltung aufweist,
können die Oberflächen der seitlichen Endabschnitte
der beiden Kühlwalzen mit Vorsprünge oder Rippen
mit gerundeten oder abgeflachten Spitzen versehen sein. Wenn die
Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die dritte Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der Walzenbünde
an der einen Kühlwalze und die Oberflächen der
seitlichen Endabschnitte der anderen Kühlwalze mit Vorsprüngen
oder Rippen mit gerundeten oder abgeflachten Spitzen versehen sein.
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Wenn
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die erste Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der Walzenbünde
an den beiden Kühlwalzen mit Vorsprüngen oder
Rippen versehen sein, wobei die Vorsprünge und Rippen an
den Oberflächen der Walzenbünde der beiden Kühlwalzen
eine größere Härte aufweisen als die
an den Oberflächen der anderen Abschnitte der Kühlwalzen.
Wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die zweite Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der seitlichen
Endabschnitte der beiden Kühlwalzen mit Vorsprüngen
oder Rippen versehen sein, wobei die Vorsprünge oder Rippen
an den Oberflächen der seitlichen Endabschnitte eine größere
Härte aufweisen als die an den Oberflächen der
anderen Abschnitte der Kühlwalzen. Wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung
die dritte Ausgestaltung aufweist, können die Oberflächen
der Walzenbünde an der einen Kühlwalze mit Vorsprüngen
oder Rippen versehen sein, wobei die Vorsprünge oder Rippen
an den Oberflächen der Walzenbünde eine größere
Härte aufweisen als die an den Oberflächen der
anderen Abschnitte der Kühlwalze, und die Oberflächen
der seitlichen Endabschnitte der anderen Kühlwalze können mit
Vorsprüngen oder Rippen versehen sein, wobei die Vorsprünge
und Rippen an der Oberflächen der seitlichen Endabschnitte
der Kühlwalze eine größere Härte
aufweisen als die an den Oberflächen der anderen Abschnitte
der Kühlwalze.
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Die
erfindungsgemäße Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
kann so ausgestaltet sein, daß an den Oberflächen
jeder der beiden Kühlwalzen in Umfangsrichtung Rippen ausgebildet
sind, wobei jede der Rippen in der Umfangsrichtung der Kühlwalze
diskontinuierlich ist und die Länge der Rippe in der Umfangsrichtung
kürzer ist als die Umfangslänge längs
der Oberfläche der Kühlwalze von der Position des
Meniskus des Bades aus geschmolzenem Metall zwischen den Walzen
bis zum Berührungspunkt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
wird geschmolzenes Metall in das Bad aus geschmolzenem Metall zwischen den
beiden Kühlwalzen gegeben und das Gußteil durch
Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Metalls an der
Oberflächen der beiden Kühlwalzen erzeugt. An
wenigstens den in seitlicher Richtung mittleren Abschnitten der
Oberflächen der beiden Kühlwalzen sind Vorsprünge
oder Rippen ausgebildet. Die seitlichen Ränder des Gußteils
werden durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen
Metalls mittels Gußteilrand-Erzeugungseinrichtungen an
den seitlichen Rändern der beiden Kühlwalzen erzeugt.
Der in seitlicher Richtung mittlere Abschnitt des Gußteils
wird durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Metalls
an den Oberflächen der in seitlicher Richtung mittleren
Abschnitte der beiden Kühlwalzen erzeugt, wobei der in
seitlicher Richtung mittlere Abschnitt des Gußteils zwischen
verfestigten Schalen noch nicht verfestigtes, geschmolzenes Metall
enthält. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Stranggußvorrichtungen
brauchen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die verfestigten Schalen nicht über die ganze Oberfläche
der Kühlwalzen zusammengedrückt werden, um verbunden
zu werden. Die Oberflächen der in seitlicher Richtung mittleren Abschnitte
der Kühlwalzen unterliegen lediglich dem statischen Druck
des geschmolzenen Metalls in dem in seitlicher Richtung mittleren
Abschnitt des Gußteils, der das noch unverfestigte, geschmolzene
Metall enthält, d. h. sie unterliegen lediglich einen Liniendruck
von zum Beispiel 0,01 kg/mm oder weniger, der sehr viel kleiner
ist als der Liniendruck, der in den genannten
japanischen Patentschriften Nr. 2783484 und
Nr.
3045212 mit etwa
1 kg/mm bis 25 kg/mm bzw. etwa 9 kg/mm bis 40 kg/mm angegeben ist.
Dadurch werden die Vorsprünge oder Rippen an den Oberflächen
der in seitlicher Richtung mittleren Abschnitte der Kühlwalzen
vor Schäden und vor Abnützung bewahrt, und die
Form der Vorsprünge und Rippen bleibt wie deren Auswirkungen
auf die Vergleichmäßigung der Dicke der verfestigten
Schalen (der Dicke des Gußteils) für eine lange
Zeit erhalten. Es ist somit möglich, für eine
lange Zeit die Funktion der Vergleichmäßigung
der Dicke des Gußteils in dessen in seitlicher Richtung
mittleren Abschnitt aufrecht zu erhalten. Die Dicke des Gußteils
in dessen in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt ist wichtiger
als die Dicke der seitlichen Ränder des Gußteils,
da diese nach dem Gießen weggeschnitten werden. Die Lebensdauer
der Kühlwalzen wird damit verlängert.
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Bei
der ersten Ausgestaltung der Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung
der erfindungsgemäßen Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
werden die seitlichen Ränder des Gußteils dadurch
erzeugt, daß die seitlichen Ränder einer von ersten
verfestigten Schalen durch Walzenbünde an den seitlichen
Endabschnitten jeder der beiden Kühlwalzen auf die seitlichen
Rändern der anderen der ersten verfestigten Schalen gedrückt
und miteinander verbunden werden, wobei die seitlichen Ränder
der ersten verfestigten Schalen durch Abkühlen und Verfestigen des
geschmolzenen Metalls an den Oberflächen der Walzenbünde
erzeugt werden. Bei der zweiten Ausgestaltung werden die seitlichen
Ränder des Gußteils dadurch erzeugt, daß die
seitlichen Ränder von zweiten verfestigten Schalen durch
seitliche Endabschnitte an jeder der beiden Kühlwalzen
jeweils mit dritten verfestigten Schalen zusammengedrückt und
miteinander verbunden werden, wobei die seitlichen Ränder
der zweiten verfestigten Schalen durch Abkühlen und Verfestigen
des geschmolzenen Metalls an den Oberflächen der seitlichen
Endabschnitte jeder der beiden Kühlwalzen erzeugt werden
und die dritten verfestigten Schalen durch Abkühlen und
Verfestigen des geschmolzenen Metalls an Kühlmedien erzeugt
werden, die von einer Kühlmedium-Zuführeinrichtung
in den Abschnitt zwischen den beiden Kühlwalzen an deren
seitlichen Endabschnitten eingeführt werden. Bei der dritten
Ausgestaltung werden die seitlichen Ränder des Gußteils
dadurch erzeugt, daß die seitlichen Ränder einer
vierten verfestigten Schale durch Walzenbünde an den seitlichen
Endabschnitten der einen der beiden Kühlwalzen und durch
die seitlichen Endabschnitte der anderen der beiden Kühlwalzen
mit den seitlichen Rändern einer fünften verfestigten
Schale zusammengedrückt und verbunden werden, wobei die
seitlichen Ränder der vierten verfestigten Schale durch
Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Metalls an den
Oberflächen der Walzenbünde der einen der beiden
Kühlwalzen erzeugt werden und die seitlichen Ränder
der fünften verfestigten Schale durch Abkühlen
und Verfestigen des geschmolzenen Metalls an der Oberflächen
der seitlichen Endabschnitte der anderen der beiden Kühlwalzen
erzeugt werden. Es werden damit Effekte erhalten, die den oben genannten
Auswirkungen ähnlich sind. Mit den beschriebenen Ausgestaltungen
der Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung lassen sich die seitlichen
Ränder des Gußteils durch einen einfachen Aufbau
zuverlässig erzeugen, wobei zuverlässig nicht
verfestigtes, geschmolzenes Metall zwischen den verfestigten Schalen
eingeschlossen ist.
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Wenn
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die erste Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der Walzenbünde
an den beiden Kühlwalzen glatt sein und ohne Vorsprünge
und Rippen; wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung
die zweite Ausgestaltung aufweist, können die Oberflächen
der seitlichen Endabschnitte der beiden Kühlwalzen glatt
sein und ohne Vorsprünge und Rippen; und wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die
dritte Ausgestaltung aufweist, können die Oberflächen
der Walzenbünde an der einen Kühlwalze und die
Oberflächen der seitlichen Endabschnitte der anderen Kühlwalze
glatt sein und ohne Vorsprünge und Rippen. Es werden damit
die gleichen vorteilhaften Effekte wie oben erhal ten. Bei keiner
der Ausgestaltungen der Gußteilrand-Erzeugungseinrichtungen
können an den Walzenbünden oder den seitlichen
Endabschnitten der Kühlwalzen Probleme mit Schäden
oder Abnützungen an Vorsprüngen oder Rippen auftreten.
Da es bei keiner dieser Ausgestaltungen erforderlich ist, an den
seitlichen Endabschnitten Vorsprünge oder Rippen vorzusehen, um
die verfestigten Schalen zuverlässig durch Druck miteinander
verbinden zu können, treten aufgrund der glatten Oberflächen
der Walzenbünde und/oder seitlichen Endabschnitte der Kühlwalzen
an diesen auch nicht die durch Vorsprünge oder Rippen ausgelösten
Probleme mit Schäden oder Abnutzungen auf.
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Wenn
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die erste Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der Walzenbünde
an den beiden Kühlwalzen mit Vorsprüngen oder
Rippen mit gerundeten oder abgeflachten Spitzen versehen sein; wenn
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die zweite Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der seitlichen
Endabschnitte der beiden Kühlwalzen mit Vorsprünge
oder Rippen mit gerundeten oder abgeflachten Spitzen versehen sein;
und wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die dritte
Ausgestaltung aufweist, können die Oberflächen
der Walzenbünde an der einen Kühlwalze und die
Oberflächen der seitlichen Endabschnitte der anderen Kühlwalze
mit Vorsprüngen oder Rippen mit gerundeten oder abgeflachten
Spitzen versehen sein. Es werden damit die gleichen vorteilhaften
Effekte wie oben erhalten. Bei jeder dieser Ausgestaltungen der
Gußteilrand-Erzeugungseinrichtungen sind die an den Vorsprüngen und/oder
Rippen auftretenden Schäden oder Abnutzungserscheinungen
erheblich geringer, obwohl zur Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schalen an den Walzenbünden
und axialen Endabschnitten der Kühlwalzen, die beim Verbinden
der verfestigten Schalen einem hohen Liniendruck unterliegen, Vorsprünge
oder Rippen ausgebildet sind. Die an den Walzenbünden der
Kühlwalzen ausgebildeten Vorsprünge und Rippen
verhindern darüberhinaus ei ne Querbewegung der verfestigten
Schalen beim Zusammendrücken und Verbinden der Schalen
mittels der Walzenbünde.
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Wenn
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die erste Ausgestaltung
aufweist, können die Oberflächen der Walzenbünde
an den beiden Kühlwalzen mit Vorsprüngen oder
Rippen versehen sein, die eine größere Härte
aufweisen als die Vorsprünge oder Rippen in den anderen
Abschnitten der Kühlwalzen. Wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die
zweite Ausgestaltung aufweist, können die Oberflächen
der seitlichen Endabschnitte der beiden Kühlwalzen mit
Vorsprüngen oder Rippen versehen sein, die eine größere
Härte aufweisen als die Vorsprünge oder Rippen
in den anderen Abschnitten der Kühlwalzen. Wenn die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung die
dritte Ausgestaltung aufweist, können die Oberflächen
der Walzenbünde an der einen Kühlwalze mit Vorsprüngen
oder Rippen versehen sein, die eine größere Härte
aufweisen als die in den anderen Abschnitten der Kühlwalze,
und die Oberflächen der seitlichen Endabschnitte der anderen
Kühlwalze können mit Vorsprüngen oder
Rippen versehen sein, die eine größere Härte
aufweisen als die in den anderen Abschnitten der Kühlwalze.
Bei jeder dieser Ausgestaltungen der Gußteilrand-Erzeugungseinrichtungen
sind die an den Vorsprüngen und/oder Rippen der Walzenbünde
und seitlichen Endabschnitte, die beim Verbinden der verfestigten
Schalen einem hohen Liniendruck unterliegen, auftretenden Schäden oder
Abnutzungserscheinungen erheblich geringer. Die an den Walzenbünden
der Kühlwalzen ausgebildeten Vorsprünge und Rippen
verhindern darüberhinaus eine Querbewegung der verfestigten
Schalen beim Zusammendrücken und Verbinden der Schalen mittels
der Walzenbünde.
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Bei
der erfindungsgemäßen Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
können an den Oberflächen jeder der beiden Kühlwalzen
in Umfangsrichtung Rippen ausgebildet sind, die in der Umfangsrichtung
der Kühlwalze diskontinuierlich sind, wobei die Länge
jeder Rippe in der Umfangsrichtung kürzer ist als die Umfangslänge
von der Position des Meniskus des Bades aus ge schmolzenem Metall
zwischen den Walzen bis zum Berührungspunkt der verfestigten
Schalen. Es lassen sich damit die gleichen Effekte erhalten wie
bei den obigen Ausführungsformen. Es wird dadurch auch
verhindert, daß ein durch eine Gußteil-Kühleinrichtung
auf das Gußteil gesprühtes flüssiges
Kühlmittel entlang der Täler zwischen den Rippen
nach oben steigt und bis zum Meniskus des Bades aus geschmolzenem
Metall gelangt.
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Im
folgenden werden anhand der Zeichnung beispielhaft Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 eine
Aufsicht auf die Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung der
ersten Ausführungsform;
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3 eine
vergrößerte Schnittansicht des Abschnitts B in
der 2, das heißt des in seitlicher Richtung
mittleren Abschnitts der Kühlwalzen der Stranggußvorrichtung;
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4 eine
vergrößerte Schnittansicht des Abschnitts C in
der 2, das heißt des seitlichen Endabschnitts
der Kühlwalzen der Stranggußvorrichtung;
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5A bis 5D vergrößerte
Schnittansichten von anderen Ausgestaltungen des Abschnitts C der 2,
das heißt der seitlichen Endabschnitte der Kühlwalzen
der Stranggußvorrichtung;
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6A eine
Aufsicht auf eine Kühlwalze bei einer zweiten Ausführungsform
der Stranggußvorrichtung;
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6B eine
Darstellung der Härteverteilung an der Oberfläche
der Kühlwalze der 6A;
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6C eine
Darstellung einer anderen Härteverteilung an der Oberfläche
der Kühlwalze der 6A;
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7 eine
Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung;
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8 eine
Darstellung zur Erläuterung eines der Probleme, die auftreten
können, wenn an der Oberfläche einer Kühlwalze
Rippen ausgebildet sind;
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9A eine
Aufsicht auf eine Kühlwalze der Stranggußvorrichtung;
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9B eine
vergrößerte Ansicht des Abschnitts D in der 9A;
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10 eine
Aufsicht auf eine andere Kühlwalze der Stranggußvorrichtung;
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11A und 11B Darstellungen
zur Erläuterung der Länge von diagonalen Rippen;
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12 eine
perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform der
Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung;
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13 eine
Aufsicht auf die Stranggußvorrichtung der vierten Ausführungsform;
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14 eine
Seitenansicht einer fünften Ausführungsform der
Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung;
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15 eine
Aufsicht auf die Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung der
fünften Ausführungsform; und
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16 eine
Darstellung zur Erläuterung der Probleme, die auftreten
können, wenn an der Oberfläche einer Kühlwalze
Vorsprünge oder Rippen ausgebildet sind.
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Erste Ausführungsform:
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Die 1 zeigt
eine Seitenansicht einer Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform, die 2 eine
Aufsicht auf die Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung der
ersten Ausführungsform, die 3 eine vergrößerte
Schnittansicht des Abschnitts B in der 2, des in
seitlicher Richtung mittleren Abschnitts der Kühlwalzen der
Stranggußvorrichtung, die 4 eine vergrößerte
Schnittansicht des Abschnitts C in der 2 an den
seitlichen Endabschnitten der Kühlwalzen der Stranggußvorrichtung,
und die 5A bis 5D zeigen
vergrößerte Schnittansichten von anderen Ausge staltungen
des Abschnitts C an den seitlichen Endabschnitten der Kühlwalzen
der Stranggußvorrichtung.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, umfaßt die
Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung der ersten Ausführungsform
ein Paar von Kühlwalzen 11 und ein Paar von Seitenabschlüssen 12.
Die Kühlwalzen 11 sind nahe beieinander parallel
in der gleichen Höhe angeordnet. Die Seitenabschlüsse 12 befinden sich
jeweils an den seitlich gegenüberliegenden Enden der Kühlwalzen 11 und
stehen mit den seitlichen Endabschnitten (den axialen Endabschnitten,
in der Darstellung der 2 den oberen und unteren Endabschnitten)
der Kühlwalzen 11 in Kontakt. In dem von den beiden
Kühlwalzen 11 und den Seitenabschlüssen 12 umschlossenen
Raum befindet sich ein Bad 13 aus geschmolzenem Metall.
Dieses Bad 13 aus geschmolzenem Metall wird über
einen Zulauf von einer nicht gezeigten Zuführeinrichtung
wie einer Gießwanne mit geschmolzenem Stahl 14 gefüllt.
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Jede
der beiden Kühlwalzen 11 ist ein Zylinder (oder
eine Säule) aus einer Kupferlegierung und dergleichen mit
Walzenbünden 11a an den seitlichen Endabschnitten über
den ganzen Umfang der jeweiligen Kühlwalze 11.
Der Außendurchmesser des Walzenbundes 11a ist
größer als der Außendurchmesser der Kühlwalze 11 in
ihrem in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt 11b, dem
Bereich zwischen den Walzenbünden 11a.
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Wenn
das Paar von Kühlwalzen 11 von einem nicht gezeigten
Antrieb in entgegengesetzte Richtungen (siehe die Pfeile A1 und
A2 in der 1) gedreht wird, kühlt
der dem Bad 13 für geschmolzenes Metall zugeführte
geschmolzene Stahl 14 beim Kontakt mit den Oberflächen
(den Oberflächen der in seitlicher Richtung mittleren Abschnitte 11b und
den Oberflächen der Walzenbünde 11a)
der beiden Kühlwalzen 11 ab und wird fest, und
es bilden sich an den Oberflächen der Kühlwalzen 11 verfestigte
Schalen 15. Die Dicke dieser verfestigten Schalen 15 nimmt mit
der Drehung der Kühlwalzen 11 zu.
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An
einem Berührungspunkt KP an der Stelle, an der der Abstand
zwischen den Kühlwalzen 11 am kleinsten ist, berühren sich
die gegenüberliegenden seitlichen Ränder der beiden
verfestigten Schalen 15, die durch Abkühlen und
Verfestigen des geschmolzenen Stahls 14 an den Oberflächen
der Walzenbünde 11a in den seitlichen Endabschnitten
der Kühlwalzen 11 entstanden sind. Die seitlichen
Ränder der beiden verfestigten Schalen 15 werden
dabei von den Walzenbünden 11a an den beiden Kühlwalzen 11 zusammengedrückt,
wie es durch die Pfeile F in der 2 angezeigt
wird, und miteinander verbunden. Auf diese Weise werden die seitlichen
Ränder des Gußteils 16 (in der Darstellung
der 2 die oberen und unteren Ränder), die
als Gußteilränder 16A bezeichnet werden,
in einer Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung erzeugt.
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In
den in seitlicher Richtung mittleren Abschnitten der verfestigten
Schalen 15 bleibt zwischen den Schalen 15 der
Stahl 14 flüssig. Der Abschnitt zwischen den Gußteilrändern 16A,
der diesen noch nicht verfestigten geschmolzenen Stahl 14 enthält, stellt
den in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt des Gußteils 16 dar,
der als Mittelteil 16B des Gußteils bezeichnet
wird. Das Gußteil 16 mit dem Mittelteil 16B,
das nicht verfestigten Stahl 14 enthält, und den
Gußteilrändern 16A (Abschnitte, die keinen unverfestigten,
noch geschmolzenen Stahl 14 enthalten) wird kontinuierlich
ausgebildet. In dem dargestellten Beispiel wird das vom Berührungspunkt
KP abgezogene Gußteil 16 von Halteelementen 21 und Halterollen 22 gehalten.
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Die
Oberflächen der beiden Kühlwalzen 11, das
heißt die Oberflächen der in seitlicher Richtung mittleren
Abschnitte 11b der Kühlwalzen 11 und
die Oberflächen der Walzenbünde 11a,
weisen eine große Anzahl von Rippen 17 auf, die über
den ganzen Umfang der Kühlwalzen 11 ausgebildet
sind. Diese Rippen 17 bewirken eine Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schalen 15 beim Abkühlen
des geschmolzenen Stahls 14 an den Oberflächen
der Kühlwalzen 11.
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Wie
in der 3 gezeigt, weist jede der an den Oberflächen
der in seitlicher Richtung mittleren Abschnitte 11b der
Kühlwalzen 11 ausgebildeten Rippen 17 einen
Querschnitt in der Form eines Dreiecks auf (der Querschnitt erfolgt
längs der seitlichen, axialen Richtung der Kühlwalze 11).
Mit anderen Worten haben die Rippen 17 eine Form, bei der
sich ein Vorsprung mit einem dreieckigen Querschnitt an der Oberfläche
der Kühlwalze 11 über diese erstreckt.
Wie in der 4 gezeigt, weisen auch die an den
Oberflächen der Walzenbünde 11a der Kühlwalzen 11 ausgebildeten
Rippen 17 einen Querschnitt in der Form eines Dreiecks
auf (der Querschnitt erfolgt längs der seitlichen, axialen
Richtung der Kühlwalze 11). Auch diese Rippen 17 haben
somit eine Form, bei der sich ein Vorsprung mit einem dreieckigen Querschnitt
an der Oberfläche des Walzenbundes 11a der Kühlwalze 11 über
diesen erstreckt.
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Die
an den Walzenbünden 11a der Kühlwalzen 11 ausgebildeten
Rippen 17 haben jedoch vorzugsweise eine Form, wie sie
in der 5A oder der 5B gezeigt
ist. Die Rippe 17 der 4 hat eine scharfe
Spitze 17a, die Spitze 17a der Rippe 17 der 5A ist
abgerundet, und die Spitze 17a der Rippe 17 der 5B ist
abgeflacht.
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Bei
den Walzenbünden 11a der Kühlwalzen 11 sind
auch die in den 5C und 5D gezeigten
Ausgestaltungen möglich. In der 5C sind überhaupt
keine Rippen an den Oberflächen der Walzenbünde 11a ausgebildet,
so daß die Oberflächen (der äußere
Umfang 11a-1) der Walzenbünde 1 jeweils
glatt ist. In der 5D weisen die Oberflächen der
Walzenbünde 11a keine Rippen auf, sondern eine
große Anzahl von Vertiefungen 18. Da in diesem Fall
zwischen dem Gußteilrand 16A der verfestigten Schale 15 und
dem Walzenbund 11a in jeder Vertiefung 18 eine
Lufttasche 19 entsteht, ist die Dicke des Gußteilrandes 16A der
verfestigten Schale 15 relativ gering.
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Statt
in Umfangsrichtung der Kühlwalzen 11 können
die Rippen 17 bezüglich der Umfangsrichtung der
Kühlwalzen 11 auch diagonal oder längs
der seitlichen (axialen) Richtung der Kühlwalzen 11 ausgebildet
werden.
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Bei
der ersten Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
kühlt der geschmolzene Stahl
14, der dem Bad
13 aus
geschmolzenem Metall zugeführt wird, an den Oberflächen
der beiden Kühlwalzen
11 ab und bildet ein Gußteil
16 aus.
An den Oberflächen der beiden Kühlwalzen
11 sind
Rippen
17 ausgebildet. Die Gußteilränder
16A werden durch
die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung (die Walzenränder
11a)
an den seitlichen Endabschnitten der beiden Kühlwalzen
11 erzeugt.
Das Mittelteil
16B des Gußteils
16 enthält
zwischen den verfestigten Schalen
15, die durch Abkühlen
und Verfestigen des geschmolzenen Stahls
14 an den Oberflächen
der in seitlicher Richtung mittleren Abschnitte
11b der
Kühlwalzen
11 entstehen, noch unverfestigten,
geschmolzenen Stahl
14. Die verfestigten Schalen
15 werden nicht über
die ganze Oberfläche der Kühlwalzen
11 zusammengedrückt
und miteinander verbunden. Die Oberflächen der in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitte
11b der Kühlwalzen
11 unterliegen
somit nur dem statischen Druck des geschmolzenen Stahls
14 im
Mittelteil
16B des Gußteils
16, das heißt
sie unterliegen nur einen Liniendruck von zum Beispiel 0,01 kg/mm
oder weniger, der sehr viel kleiner ist als der Liniendruck von
1 kg/mm bis 25 kg/mm oder 9 kg/mm bis 40 kg/mm, der bei den Stranggußvorrichtungen der
eingangs genannten
japanischen
Patentschriften Nr. 2783484 und Nr.
3045212 entsteht.
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Wenn
die Dichte ρ des geschmolzenen Stahls 7200 kg/m3 beträgt und die Höhe
H des geschmolzenen Stahls im Bad 13 aus geschmolzenem Metall
0,5 m (der Durchmesser ϕ jeder Kühlwalze 11 betrage
1,2 m), berechnet sich der statische Druck P des geschmolzenen Stahls 14 wie
folgt: P = ρH = 7200 × 0,5 = 3600 kg/m2 = 0,0036 kg/mm2.
Der Liniendruck für eine Länge von 1 mm längs
der Gußrichtung beträgt somit 0,0036 kg/mm.
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Es
ist damit möglich, die Schäden und die Abnutzung
an den Rippen 17 auf den Oberflächen der in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitte 11b der Kühlwalzen 11 entsprechend
zu verringern, so daß die Form der Rippen 17 und
damit deren Auswirkungen auf die Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schalen 15 (die Dicke des Gußteils 16)
für eine lange Zeit erhalten bleibt. Es ist mit anderen
Worten möglich, für eine lange Zeit die Funktion
der Rippen 17 bei der Vergleichmäßigung
der Dicke des Mittelteils 16B des Gußteils 16 zu
erhalten. Die Dicke im Mittelteil 16B des Gußteils 16 ist
wichtiger als die Dicke am Gußteilrand 16A, da
dieser später weggeschnitten wird. Die Lebensdauer der
Kühlwalzen 11 ist somit länger.
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Die
Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung weist bei der vorliegenden
ersten Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
eine ersten Ausgestaltung auf, bei der die Gußteilränder 16B dadurch
erzeugt werden, daß die seitlichen Ränder der beiden
verfestigten Schalen 15, die durch Abkühlen und
Verfestigen des geschmolzenen Stahls 14 an den Walzenbünden 11a in
den seitlichen Endabschnitten jeder der beiden Kühlwalzen 11 entstehen,
durch die Walzenbünde 11a an den Kühlwalzen 11 zusammengedrückt
und verbunden werden. Dadurch wird im Mittelteil 16B des
Gußteils 16 geschmolzener Stahl 14 zwischen
den beiden verfestigten Schalen 15 eingeschlossen.
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In
dem Fall, daß wie in der 5C gezeigt die
Oberflächen der Walzenbünde 11a von beiden Kühlwalzen 11 glatt
sind und keine Rippen und dergleichen aufweisen, können
an den Walzenbünden 11a auch keine Probleme mit
Schäden an den Rippen und einer vorzeitigen Abnutzung der
Rippen auftreten. Wenn somit die verfestigten Schalen 15 am Gußteilrand 16A auch
ohne Rippen und dergleichen an der Oberfläche der Walzenbünde 11a zuverlässig miteinander
verbunden werden können, erleichtern es die glatten Oberflächen
der Walzenbünde 11a der Kühlwalzen 11,
solche Probleme zu vermeiden.
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Wenn
jedoch auch an den Walzenbünden 11a der beiden
Kühlwalzen 11 zum Beispiel eine Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schalen 15 erforderlich ist,
verringert ein Abrunden oder Abflachen der Spitzen der Rippen 17,
die an den Oberflächen der Walzenbünde 11a ausgebildet
sind, das Auftre ten von Schäden und von übermäßiger
Abnutzung an den Rippen, die einem hohen Liniendruck unterliegen,
wenn die beiden verfestigten Schalen 15 miteinander verbunden
werden. An den Walzenbünden 11a der Kühlwalzen 11 ausgebildete
Rippen 17 können auch eine Querbewegung der verfestigten Schalen 15 verhindern,
die in der 2 durch die Strichlinie 15a angezeigt
wird, wenn die verfestigten Schalen 15 zusammengedrückt
werden.
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Statt
der Rippen können an den Oberflächen der Kühlwalzen 11 auch
Vorsprünge ausgebildet werden, die sich nicht wie die Rippen 17 längs
der Oberfläche der jeweiligen Kühlwalze erstrecken,
sondern die eine konische Form, eine Pyramidenform und dergleichen
haben und die über die Oberfläche der Kühlwalze
verteilt sind. Auch damit wird eine Vergleichmäßigung
der Dicke der Schalen 15 erreicht. Auch in diesem Fall
sind jedoch die Spitzen der Vorsprünge an den Oberflächen
der Walzenbünde 11a der Kühlwalzen 11 vorzugsweise
abgerundet oder abgeflacht. Die Walzenbünde 11a der
Kühlwalzen 11 können auch frei sein von
Vorsprüngen oder Vertiefungen aufweisen.
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Zweite Ausführungsform:
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Die 6A zeigt
eine Aufsicht auf eine Kühlwalze bei einer zweiten Ausführungsform
der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung, die 6B eine Darstellung
der Härteverteilung an der Oberfläche der Kühlwalze
der 6A und die 6C eine
Darstellung einer anderen Härteverteilung an der Oberfläche
der Kühlwalze der 6A.
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Die 6A zeigt
nur eine der beiden Kühlwalzen 11 der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung, die
andere der beiden Kühlwalzen 11 hat den gleichen
Aufbau wie die gezeigte Kühlwalze. Der Gesamtaufbau der
Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung ist bei der vorliegenden
zweiten Ausführungsform der gleiche wie bei der in den 1 und 2 gezeigten
ersten Ausführungsform.
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Bei
der ersten Ausführungsform weist die Kühlwalze 11 an
der ganzen Oberfläche die gleiche Härte auf. Bei
der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist die Härte
der Kühlwalze 11 an der Oberfläche an
dem in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt 11b und
an den beiden seitlichen Endabschnitten 11a unterschiedlich
groß. Dieser Punkt wird im folgenden näher erläutert.
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Wie
in der 6A gezeigt, weist die Oberfläche
der Kühlwalze 11 (die Oberfläche des
in seitlicher Richtung mittleren Abschnitts 11b und die
Oberfläche der Walzenbünde 11a) eine
große Anzahl von Rippen 17 auf, die über
den ganzen Umfang der Kühlwalze 11 ausgebildet
sind. In dieser Hinsicht entspricht die zweite Ausführungsform
der ersten Ausführungsform (siehe 2 bis 5D).
Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform besitzt jedoch die
Kühlwalze 11 aus zum Beispiel einer Kupferlegierung
an der Oberfläche der Walzenbünde 11a eine größere
Härte als an der Oberfläche des in seitlicher Richtung
mittleren Abschnitts 11b.
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Bei
der Kühlwalze 11 der 6A ist
die Seitenfläche 11a-2 an der Innenseite des Walzenbundes 11a eine
geneigte Fläche, die wie bei der ersten Ausführungsform
(siehe 2) schräg ansteigt. Wie in der 6B gezeigt,
ist die Oberflächenhärte in den Abschnitten der
Kühlwalze 11 außerhalb des Walzenbundes 11a einschließlich
der geneigten Seitenfläche 11a-2 konstant und
springt am Außenumfang 11a-1 des Walzenbundes 11a auf
einen größeren Wert. Wie in der 6C gezeigt,
kann die Härte jedoch auch an der geneigten Seitenfläche 11a-2 des Walzenbundes 11a von
einem kleineren Wert im mittleren Abschnitt 11b der Kühlwalze 11 allmählich
auf einen größeren Wert am Außenumfang 11a-1 des Walzenbundes 11 zunehmen.
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Um
die Härte an der Oberfläche des Walzenbundes 11a wie
in den 6B oder 6C gezeigt zu
erhöhen, kann zum Beispiel durch thermisches Aufsprühen
und dergleichen eine Beschichtung mit einem keramischen Material,
mit Ni, Cr, einer Ni-W- Legierung, einer Ni-P-Legierung, einer Ni-B-Legierung
oder einer Ni-W-B-Legierung auf die Oberfläche des Walzenbundes 11a aufgebracht
werden. Die Härte kann durch Ändern der Dicke,
der Zusammensetzung usw. verändert werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
sind an der Oberfläche der Walzenbünde 11a der
beiden Kühlwalzen 11 Rippen 17 ausgebildet,
und die Oberfläche der Kühlwalzen 11 mit
den Rippen 17 weist an der Oberfläche der Walzenbünde 11a eine
größere Harte auf als in den anderen Bereichen
der Kühlwalze 11. An den Walzenbünden 11a der
Kühlwalzen 11, die beim Verbinden der verfestigten
Schalen 15 einem hohen Liniendruck unterliegen, wird damit
ein Schaden an den Rippen 17 und eine Abnutzung der Rippen 17 vermindert.
Da die Walzenbünde 11a mit den Rippen 17 versehen
sind, können durch die Rippen 17 an den Walzenbünden 11a der
Kühlwalzen 11 Querbewegungen der verfestigten
Schale 15 beim Zusammendrücken der verfestigten
Schalen 15 verhindert werden.
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Statt
der Rippen 17 können an den Oberflächen
der Kühlwalzen 11 auch Vorsprünge ausgebildet
werden, die sich nicht wie die Rippen 17 längs
der Oberfläche der jeweiligen Kühlwalze erstrecken,
sondern die eine konische Form, eine Pyramidenform und dergleichen
haben und die über die Oberfläche der Kühlwalze
verteilt sind. Auch in diesem Fall sind jedoch die Spitzen der Vorsprünge
an den Oberflächen der Walzenbünde 11a der
Kühlwalzen 11 vorzugsweise abgerundet oder abgeflacht.
Die Walzenbünde 11a der Kühlwalzen 11 können
auch frei sein von Vorsprüngen oder Vertiefungen aufweisen.
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Dritte Ausführungsform:
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Die 7 zeigt
eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung,
die 8 eine Darstellung zur Erläuterung eines
der Probleme, die auftreten können, wenn an der Oberfläche
einer Kühlwalze Rippen ausgebildet sind, die 9A eine
Aufsicht auf eine Kühlwalze der Stranggußvorrichtung,
die 9B eine vergrö ßerte Ansicht
des Abschnitts D in der 9A, und die 10 eine
Aufsicht auf eine andere Kühlwalze der Stranggußvorrichtung.
Die 11A und 11B zeigen
Darstellungen zur Erläuterung der Länge von diagonalen
Rippen.
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Die 9A und 10 zeigen
jeweils nur eine der beiden Kühlwalzen 11 der
Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung. Die andere der beiden Kühlwalzen 11 hat
den gleichen Aufbau wie die gezeigte Kühlwalze. Der Gesamtaufbau
der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung ist bei der vorliegenden dritten
Ausführungsform der gleiche wie bei der in den 1 und 2 gezeigten
ersten Ausführungsform.
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Wie
in der 7 gezeigt, ist bei der vorliegenden dritten Ausführungsform
der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung als Gußteil-Kühleinrichtung
nach dem Berührungspunkt KP auf beiden Seiten des Gußteils 16 eine
Anzahl von Kühldüsen 31 angeordnet. Das
Gußteil 16 kann damit durch Aufsprühen
von Kühlwasser 32 als flüssigem Kühlmittel von
beiden Seiten gekühlt werden. Das Kühlwasser wird
von einer Kühlwasser-Zuführeinheit der nicht gezeigten
Gußteil-Kühleinrichtung zugeführt.
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Wenn
in diesem Fall die Rippen 17 über den ganzen Umfang
der Kühlwalze 11 verlaufen (siehe 2),
kann das von den Kühldüsen 31 auf das Gußteil 16 aufgesprühte
Kühlwasser 32 aufgrund des darauf ausgeübten
dynamischen Drucks durch die Täler zwischen den Rippen 17 hochsteigen,
wie es die Pfeile E in der 7 anzeigen,
und die Position des Meniskus M (der Flüssigkeitsoberfläche
des geschmolzenen Stahls 14) des Bades 13 aus
geschmolzenem Metall erreichen. Das durch die Täler hochsteigende
Kühlwasser 32 wird von dem heißen geschmolzenen
Stahl 14 durch die verfestigte Schale 15 hindurch
aufgeheizt und verdampft, wobei das Volumen des Kühlwasser 32 auf
das mehr als Tausendfache des Volumens der ursprünglichen
Wassermenge ansteigt. Wenn das Kühlwasser 32 die
Position des Meniskus M erreicht hat, wie es durch den Pfeil E in
der 8 angezeigt wird, können Ausbrüche 33 entstehen,
und die verfe stigte Schale 15 kann brechen, da sowohl die
Dicke der verfestigten Schale 15 als auch der statische
Druck des geschmolzenen Stahls 14 in der Nähe
des Meniskus M klein ist. Wenn Ausbrüche 33 auftreten
oder die Schale 15 bricht, wird die Dicke der verfestigten
Schale 15 in diesem Abschnitt ungleichmäßig,
und es können sogar Löcher entstehen.
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Bei
der dritten Ausführungsform sind deshalb die Rippen 17 in
der Umfangsrichtung der Kühlwalze 11 unterbrochen
(diskontinuierlich), wie es in den 9A, 9B und 10 gezeigt
ist.
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In
der Ausgestaltung der 9A und 9B sind
die Rippen 17 in der Umfangsrichtung der Kühlwalze 11 unterbrochen,
und die aneinander in Umfangsrichtung angrenzenden Rippen 17 sind
seitlich phasenversetzt (die Positionen der Rippen 17 sind
in der seitlichen Richtung der Kühlwalze 11 verschoben).
Die Länge L jeder Rippe 17 in Umfangsrichtung ist
kleiner als die Umfangslänge Lmka bzw. Lmkb (siehe 7)
von der Position des Meniskus M des Bades 13 aus geschmolzenem
Metall bis zum Berührungspunkt KP längs der Oberfläche
der Kühlwalze 11, d. h. längs der Oberfläche
des in seitlicher Richtung mittleren Abschnitts 11b bzw.
längs der Oberfläche des Walzenbundes 11a.
Entsprechend sind auch die Täler zwischen den Rippen 17 in
Umfangsrichtung unterbrochen, und die Länge der Täler
ist kürzer als die Umfangslänge Lmka bzw. Lmkb
von der Position des Meniskus M bis zum Berührungspunkt
KP längs der Oberfläche der Kühlwalze 11 an
dem in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt 11b bzw.
längs der Oberfläche des Walzenbundes 11a.
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Auch
in der Ausgestaltung der 10 sind die
Rippen 17 in der Umfangsrichtung der Kühlwalze 11 unterbrochen,
jedoch sind die Rippen 17 hier nicht seitlich phasenversetzt.
Die Länge L jeder Rippe 17 in Umfangsrichtung
ist wieder kleiner als die Umfangslänge Lmka bzw. Lmkb
(siehe 7) von der Position des Meniskus M des Bades 13 aus
geschmolzenem Metall bis zum Berührungspunkt KP längs
der Oberfläche der Kühlwalze 11, d. h.
längs der Oberfläche des in seitlicher Richtung mittleren Abschnitts 11b bzw.
längs der Oberfläche des Walzenbundes 11a.
Entsprechend sind auch die Täler zwischen den Rippen 17 in
Umfangsrichtung unterbrochen, und die Länge der Täler
ist kürzer als die Umfangslänge Lmka bzw. Lmkb
von der Position des Meniskus M bis zum Berührungspunkt
KP längs der Oberfläche der Kühlwalze 11 an
dem in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt 11b bzw.
längs der Oberfläche des Walzenbundes 11a.
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Die
Rippen 17 können bezüglich der Umfangsrichtung
der Kühlwalze 11 auch diagonal verlaufen, wie
es in den 11A und 11B gezeigt ist.
In diesem Fall ist wie bei dem Fall von spiraligen Rippen nicht
die diagonale Länge der Rippe 17 in ihrer Längsrichtung,
sondern die Länge L der Rippe 17 in der Umfangsrichtung
der Kühlwalze 11 kleiner als die Länge
Lmka und Lmkb von der Position des Meniskus M bis zum Berührungspunkt
KP längs der jeweiligen Oberfläche der Kühlwalze 11.
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Wie
beschrieben sind bei der dritten Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung die
Rippen 17 an der Oberfläche der Kühlwalzen 11 in
der Umfangsrichtung der Kühlwalze 11 diskontinuierlich
ausgebildet, und die Länge L jeder der Rippen 17 ist
in der Umfangsrichtung kleiner als die Umfangslänge an
der Oberfläche der Kühlwalze 11 von der
Position des Meniskus M des Bades 13 aus geschmolzenem
Metall bis zum Berührungspunkt KP. Das von der Gußteil-Kühleinrichtung
auf das Gußteil 16 gesprühte Kühlwasser 32 kann
daher nicht durch die Täler zwischen den Rippen 17 hochsteigen
und die Position des Meniskus M des Bades 13 aus geschmolzenem
Metall erreichen.
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Vierte Ausführungsform:
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Die 12 eine
perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform der
Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung und die 13 eine
Aufsicht auf die Stranggußvorrichtung der vierten Ausführungsform.
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Wie
in den 12 und 13 gezeigt,
umfaßt die vierte Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
ein Paar von Kühlwalzen 41 und ein Paar von Seitenabschlüssen 42.
Die Kühlwalzen 41 sind parallel und nahe beieinander
in der gleichen Höhe angeordnet. Die Seitenabschlüsse 42 befinden
sich jeweils an den seitlich gegenüberliegenden Enden der
Kühlwalzen 41 und stehen mit den seitlichen Endabschnitten
(axialen Endabschnitten, in der Darstellung der 13 den
linken und rechten Endabschnitten) der Kühlwalzen 41 in
Kontakt. In dem von den beiden Kühlwalzen 41 und
den Seitenabschlüssen 42 umschlossenen Raum befindet
sich ein Bad 43 aus geschmolzenem Metall. Dieses Bad 43 aus
geschmolzenem Metall wird über einen Zulauf 40 von
einer nicht gezeigten Zuführeinrichtung wie einer Gießwanne
mit geschmolzenen Stahl 44 gefüllt.
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Jede
der beiden Kühlwalzen 41 ist eine flache Walze
ohne Walzenbünde in der Form eines Zylinders (oder einer
Säule) aus einer Kupferlegierung und dergleichen.
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Diese
Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung umfaßt des weiteren
eine Kühlmediumzuführung 50. Die Kühlmediumzuführung 50 führt
an den beiden seitlichen Endabschnitten 41a der Kühlwalzen 41 jeweils
ein Kühlmedium 53 in den Raum zwischen den beiden
Kühlwalzen 41 ein. Jedes dieser Kühlmedien 53 besteht
aus einem Streifen aus einem auf Eisen basierenden Material. Vorzugsweise
besteht das Kühlmedium 53 aus dem gleichen oder
einem ähnlichen Material wie der geschmolzene Stahl 44.
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Die
Kühlmediumzuführung besteht aus zwei Teilen, von
denen jeder eine Abrolltrommel 51, Transportrollen 52 und
Führungsrollen 54 umfaßt. An den beiden
seitlichen Endabschnitten 41a der Kühlwalzen 41 ist
jeweils einer der beiden Teile der Kühlmediumzuführung
vorgesehen. An den Abrolltrommeln 51 wird das Kühlmedium 53 synchron
zur Abzugsgeschwindigkeit (Umdrehungsgeschwindigkeit der Kühlwalzen 41)
des Gußteils 46 kontinuierlich abgegeben. Das
abgerollte Kühlmedium 53 wird von den Transportrollen 52 weiterbefördert
und von den Führungsrollen 54 (die durch Führungsplatten
ersetzt werken können) geführt und an den seitlichen
Endabschnitten 41a der Kühlwalzen 41 kontinuierlich von
oben in den Raum zwischen den beiden Kühlwalzen 41 eingeführt.
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Wenn
das Paar von Kühlwalzen 41 von einem nicht gezeigten
Antrieb in entgegengesetzte Richtungen (siehe die Pfeile A1 und
A2 in der 12) gedreht wird, kühlt
der dem Bad 43 für geschmolzenes Metall zugeführte
geschmolzene Stahl 44 beim Kontakt mit den Oberflächen
(den Oberflächen der in seitlicher Richtung mittleren Abschnitte 41b und
den Oberflächen der seitlichen Endabschnitte 41a)
der beiden Kühlwalzen 41 ab und verfestigt sich
zu verfestigten Schalen 45. Die Dicke dieser verfestigten
Schalen 45 nimmt mit der weiteren Drehung der Kühlwalzen 41 zu.
Auch an den Oberflächen des Kühlmediums 53,
das von der Kühlmediumzuführung 50 synchron
zur Drehung der Kühlwalzen 43 zugeführt
wird, kühlt der geschmolzene Stahl 44 beim Kontakt
mit den Oberflächen des Kühlmediums 53 ab,
so daß sich um das Kühlmedium 53 jeweils
eine verfestigte Schale 48 bildet. Diese verfestigte Schale 48 wird
ebenfalls mit der Weiterbewegung des Kühlmediums 53 im
geschmolzenen Stahl 44 immer dicker.
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An
einem Berührungspunkt KP an der Stelle, an der der Abstand
zwischen den Kühlwalzen 41 am kleinsten ist, werden
die seitlichen Ränder der verfestigten Schalen 45 und
die verfestigten Schalen 48 von den seitlichen Endabschnitten 41a der
Kühlwalzen 41 zusammengedrückt und miteinander
verbunden, wie es durch die Pfeile F in der 13 angezeigt
wird. Die seitlichen Ränder der verfestigten Schalen 45 werden
durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Stahls 44 an
den Oberflächen der seitlichen Endabschnitte 41a der
beiden Kühlwalzen 41 erzeugt und die verfestigten
Schalen 48 durch Abkühlen und Verfestigen des
geschmolzenen Stahls 44 an den Oberflächen der
Kühlmedien 53. Auf diese Weise werden in der Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung
die seitlichen Ränder des Gußteils 46 (in
der Darstellung der 13 die linken und rechten Ränder),
die als Gußteilränder 46A bezeichnet werden,
erzeugt.
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In
den in seitlicher Richtung mittleren Abschnitten der verfestigten
Schalen 45 bleibt zwischen den verfestigten Schalen 45 der
Stahl 44 flüssig. Der Abschnitt zwischen den Gußteilrändern 46A,
der diesen unverfestigten geschmolzenen Stahl 44 enthält, stellt
den in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt des Gußteils 46 dar,
der als Mittelteil 46B des Gußteils bezeichnet
wird. Das Gußteil 46 mit dem Mittelteil 46B,
das nicht verfestigten Stahl 44 enthält, und den
Gußteilrändern 46A (Abschnitte, die keinen unverfestigten,
noch geschmolzenen Stahl 44 enthalten) wird kontinuierlich
ausgebildet.
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Die
Oberflächen der beiden Kühlwalzen 41, das
heißt die Oberflächen der in seitlicher Richtung mittleren
Abschnitte 41b der Kühlwalzen 41 und
die Oberflächen der seitlichen Endabschnitte 41a der Kühlwalzen 41,
weisen eine große Anzahl von Rippen 47 auf, die über
den ganzen Umfang der Kühlwalzen 41 ausgebildet
sind. Diese Rippen 47 bewirken eine Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schalen 45 beim Guß des
Gußteils 46.
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Statt
in Umfangsrichtung der Kühlwalzen 41 können
die Rippen 47 bezüglich der Umfangsrichtung der
Kühlwalzen 41 auch diagonal oder längs
der seitlichen (axialen) Richtung der Kühlwalzen 41 ausgebildet
werden.
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Bei
der vorliegenden vierten Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
kühlt der geschmolzene Stahl
44, der dem Bad
43 aus
geschmolzenem Metall zwischen den beiden Kühlwalzen
41 zugeführt
wird, an den Oberflächen der beiden Kühlwalzen
41 ab
und bildet ein Gußteil
46 aus. An den Oberflächen
der beiden Kühlwalzen
41 sind Rippen
47 ausgebildet.
Die Gußteilränder
46A werden durch die
Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung (die seitlichen Endabschnitte
41a der
Kühlwalzen
41 und die beiden Kühlmedien
53)
an den seitlichen Endabschnitten der beiden Kühlwalzen
41 erzeugt.
Das Mittelteil
46B des Gußteils
46 enthält
zwischen den verfestigten Schalen
45, die durch Abkühlen
und Verfestigen des geschmol zenen Stahls
44 an den Oberflächen
der in seitlicher Richtung mittleren Abschnitte
41b der
Kühlwalzen
41 entstehen, noch unverfestigten,
geschmolzenen Stahl
44. Die verfestigten Schalen
45 werden
nicht über die ganze Oberfläche der Kühlwalzen
41 zusammengedrückt
und miteinander verbunden. Die Oberflächen der in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitte
41b der Kühlwalzen
41 unterliegen
somit nur dem statischen Druck des geschmolzenen Stahls
44 im
Mittelteil
46B des Gußteils
46, das heißt
sie unterliegen nur einen Liniendruck von zum Beispiel 0,01 kg/mm
oder weniger, der sehr viel kleiner ist als der Liniendruck von
1 kg/mm bis 25 kg/mm oder 9 kg/mm bis 40 kg/mm, der bei den Stranggußvorrichtungen
der eingangs genannten
japanischen
Patentschriften Nr. 2783484 und Nr.
3045212 entsteht.
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Es
ist damit möglich, die Schäden und die Abnutzung
an den Rippen 47 auf den Oberflächen der in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitte 41b der Kühlwalzen 41 entsprechend
zu verringern, so daß die Form der Rippen 47 und
damit deren Auswirkungen auf die Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schalen 45 (die Dicke des Gußteils 46)
für eine lange Zeit erhalten bleibt. Es ist mit anderen
Worten möglich, für eine lange Zeit die Funktion
der Rippen 47 bei der Vergleichmäßigung
der Dicke des Mittelteils 46B des Gußteils 46 zu
erhalten, die wichtiger ist als die Dicke am Gußteilrand 46A,
der später weggeschnitten wird. Die Lebensdauer der Kühlwalzen 41 ist
somit erheblich größer.
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Bei
der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung der vierten Ausführungsform
hat die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung einen Aufbau
(zweite Ausgestaltung), bei dem die seitlichen Gußteilränder 46A dadurch
erzeugt werden, daß die seitlichen Ränder der
verfestigten Schalen 45 mit den verfestigten Schalen 48 dazwischen
von den seitlichen Endabschnitten 41a der beiden Kühlwalzen 41 zusammengedrückt
und miteinander verbunden werden. Die seitlichen Ränder
der verfestigten Schalen 45 werden durch Abkühlen
und Verfestigen des geschmolzenen Stahls 44 an den Oberflächen
der seitlichen Endabschnitte 41a der Kühlwalzen 41 erzeugt; die
verfestigten Schalen 48 werden durch Abkühlen und
Verfestigen des geschmolzenen Stahls 44 an der Oberflächen
des Kühlmediums 53 erzeugt, das von der Kühlmittelzuführung 50 an
den seitlichen Endabschnitten 41a der Kühlwalzen 41 in
den Raum zwischen die beiden Kühlwalzen 41 eingeführt
wird. Der Gußteilrand 46A kann so mit einem einfachen Aufbau
zuverlässig erzeugt werden, und der nicht verfestigte,
geschmolzene Stahl 44 wird zuverlässig zwischen
den verfestigten Schalen 45 eingeschlossen.
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Auch
bei der vierten Ausführungsform haben die Rippen 47 im
transversalen Querschnitt (dem Querschnitt in der seitlichen Richtung
der Kühlwalze 41) eine Dreieckform wie in den 3 und 4 gezeigt, ähnlich
wie die Rippen 17 der ersten Ausführungsform.
Darüberhinaus sind die Spitzen der Rippen 47 in
den seitlichen Endabschnitten 41a der Kühlwalzen 41 vorzugsweise
wie die Rippen 17 der 5A gerundet
oder wie die Rippen 17 der 5B abgeflacht.
Außerdem können die seitlichen Endabschnitte 41a der
Kühlwalzen 41 keine Rippen 47 aufweisen,
sondern ähnlich wie die seitlichen Endabschnitte (Walzenbünde 11a)
der Kühlwalzen 11 der 5C glatt
sein oder ähnlich wie die seitlichen Endabschnitte (Walzenbünde 11a)
der Kühlwalzen 11 der 5D eine
große Anzahl von Vertiefungen in der Oberfläche
enthalten.
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Wie
bei der zweiten Ausführungsform weist auch bei der vierten
Ausführungsform jede der Kühlwalzen 41 vorzugsweise
an den Oberflächen der seitlichen Endabschnitte 41a eine
größere Härte auf als an der Oberfläche
der übrigen, nicht zu den seitlichen Endabschnitten gehörenden
Abschnitte, das heißt als an der Oberfläche des
in seitlicher Richtung mittleren Abschnitts 41b.
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Wie
bei der dritten Ausführungsform können auch bei
der vorliegenden vierten Ausführungsform die einzelnen
Rippen 47 in der Umfangsrichtung der Kühlwalze 41 diskontinuierlich
sein, wobei wie in der 12 gezeigt die Länge
jeder Rippe 47 in der Umfangsrichtung kürzer ist
als die Umfangslänge längs der Oberfläche
der Kühlwalze 41 von der Position des Meniskus
M des Bades 43 aus geschmolzenem Metall bis zum Berührungspunkt
KP.
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Statt
der Rippen 47 können an den Oberflächen
der Kühlwalzen 41 auch Vorsprünge ausgebildet
werden, die sich nicht wie die Rippen 47 über
die Oberfläche der jeweiligen Kühlwalze erstrecken,
sondern die eine konische Form, eine Pyramidenform und dergleichen
haben und die über die Oberfläche der Kühlwalze 41 verteilt
sind. Auch in diesem Fall sind jedoch die Spitzen der Vorsprünge
in den seitlichen Endabschnitten 41a der Kühlwalzen 41 vorzugsweise
abgerundet oder abgeflacht. Die seitlichen Endabschnitte 41a der
Kühlwalzen 41 können auch frei sein von
Vorsprüngen oder Vertiefungen aufweisen.
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Fünfte Ausführungsform:
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Die 14 zeigt
eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform
der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung und die 15 eine
Aufsicht auf die Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung der
fünften Ausführungsform.
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Wie
in den 14 und 15 gezeigt,
umfaßt die Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung der fünften
Ausführungsform ein Paar von Kühlwalzen 61 und 71 und
ein Paar von Seitenabschlüssen 62. Die Kühlwalzen 61 und 71 sind
nahe beieinander parallel in der gleichen Höhe angeordnet.
Die Seitenabschlüsse 62 befinden sich jeweils
an den seitlich gegenüberliegenden Enden der Kühlwalzen 61 und 71 und
stehen mit den seitlichen Endabschnitten (den axialen Endabschnitten,
in der Darstellung der 15 den oberen und unteren Endabschnitten)
der Kühlwalzen 61 und 71 in Kontakt.
In dem von den beiden Kühlwalzen 61 und 71 und
den Seitenabschlüssen 72 umschlossenen Raum befindet
sich ein Bad 63 aus geschmolzenem Metall. Dieses Bad 63 aus
geschmolzenem Metall wird über einen Zulauf von einer nicht gezeigten
Zuführeinrichtung wie einer Gießwanne zum Beispiel
mit geschmolzenen Stahl 64 gefüllt.
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Die
eine der beiden Kühlwalzen 61 ist ein Zylinder
(oder eine Säule) aus einer Kupferlegierung und dergleichen
mit Walzenbünden 61a an ihren seitlichen Endabschnitten über
den ganzen Umfang der jeweiligen Kühlwalze 61.
Der Außendurchmesser des Walzenbundes 61a ist
größer als der Außendurchmesser der Kühlwalze 61 in
ihrem in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt 61b, dem
Bereich zwischen den Walzenbünden 61a. Die andere
Kühlwalze 71 ist eine flache Walze ohne Walzenbünde
und besteht ebenfalls aus einer Kupferlegierung und dergleichen.
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Wenn
das Paar von Kühlwalzen 61 und 71 von
einem nicht gezeigten Antrieb in entgegengesetzte Richtungen (siehe
die Pfeile A1 und A2 in der 14) gedreht
wird, kühlt der dem Bad 63 für geschmolzenes
Metall zugeführte geschmolzene Stahl 64 beim Kontakt
mit den Oberflächen (der Oberfläche des in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitts 61b und den Oberflächen
der Walzenbünde 61a) der einen der beiden Kühlwalzen 61 und
den Oberflächen (der Oberfläche des in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitts 71b und den Oberflächen
der seitlichen Endabschnitte 71a) der anderen Kühlwalze 71 ab und
verfestigt sich zu einer verfestigten Schale 65 und einer
verfestigten Schalen 75. Die Dicke dieser verfestigten
Schalen 65 und 75 nimmt mit der Weiterdrehung
der Kühlwalzen 61 und 71 zu.
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Am
Berührungspunkt KP an der Stelle, an der der Abstand zwischen
den Kühlwalzen 61 und 71 am kleinsten
ist, werden von den beiden Kühlwalzen 61 und 71 im
Bad 63 des geschmolzenen Metalls die seitlichen Endabschnitte
der verfestigten Schale 65 und die seitlichen Endabschnitte
der verfestigten Schale 75 durch die Walzenbünde 61a der
einen Kühlwalze 61 und die seitlichen Endabschnitte 71a der
anderen Kühlwalze 71 zusammengedrückt
und verbunden, wie es der Pfeil F in der 15 zeigt.
Die seitlichen Endabschnitte der verfestigten Schale 65 werden
durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Stahls 64 an
den Oberflächen der Walzenbünde 61a an
den seitlichen Endabschnitten der einen Kühlwalze 61 erzeugt,
und die seitlichen Endabschnitte der verfestigten Schale 75 werden
durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Stahls 64 an
den Oberflächen der seitlichen Endabschnitte 71a der
anderen Kühlwalze 71 erzeugt. Auf diese Weise
werden die seitlichen Ränder des Gußteils 66 (in
der Darstellung der 15 die oberen und unteren Ränder),
die als Gußteilränder 66A bezeichnet
werden, in der Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung erzeugt.
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In
den in seitlicher Richtung mittleren Abschnitten der verfestigten
Schalen 65 und 75 bleibt zwischen den Schalen 65 und 75 der
Stahl 64 flüssig. Der Abschnitt zwischen den Gußteilrändern 66A,
der diesen noch nicht verfestigten geschmolzenen Stahl 64 enthält,
stellt den in seitlicher Richtung mittleren Abschnitt des Gußteils 66 dar,
der als Mittelteil 66B des Gußteils bezeichnet
wird. Das Gußteil 66 mit dem Mittelteil 66B,
das nicht verfestigten Stahl 64 enthält, und den
Gußteilrändern 66A (Abschnitte, die keinen
unverfestigten, noch geschmolzenen Stahl 64 enthalten)
wird kontinuierlich ausgebildet. In dem dargestellten Beispiel wird
das vom Berührungspunkt KP abgezogene Gußteil 66 von
Halteelementen 72 und Halterollen 73 gehalten.
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Die
Oberfläche der einen Kühlwalzen 61, das heißt
die Oberfläche des in seitlicher Richtung mittleren Abschnitts 61b der
Kühlwalze 61 und die Oberflächen der
Walzenbünde 61a weisen eine große Anzahl
von Rippen 67 auf, die über den ganzen Umfang der
Kühlwalze 61 ausgebildet sind. Diese Rippen 67 bewirken
eine Vergleichmäßigung der Dicke der verfestigten
Schale 65, wenn der geschmolzene Stahl 64 bei
der Entstehung der verfestigten Schale 65 an der Oberfläche
der Kühlwalze 61 abkühlt. Gleichermaßen
weist die Oberfläche der anderen Kühlwalze 71,
das heißt die Oberfläche des in seitlicher Richtung
mittleren Abschnitts 71b der Kühlwalze 71 und die
Oberflächen der seitlichen Endabschnitte 71a der Kühlwalze 71 eine
große Anzahl von Rippen 77 auf, die über
den ganzen Umfang der Kühlwalze 71 ausgebildet
sind. Diese Rippen 77 bewirken eine Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schale 75, wenn der geschmolzene
Stahl 64 bei der Entstehung der verfestigten Schale 75 an
der Oberfläche der Kühlwalzen 61 abkühlt.
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Statt
in Umfangsrichtung der Kühlwalzen 61 und 71 können
die Rippen 67 und 77 bezüglich der Umfangsrichtung
der Kühlwalzen 61 und 71 auch diagonal
oder längs der seitlichen (axialen) Richtung der Kühlwalzen 61 und 71 ausgebildet
werden.
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Bei
der vorliegenden fünften Ausführungsform der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung
kühlt der geschmolzene Stahl
64, der dem Bad
63 aus
geschmolzenem Metall zwischen den beiden Kühlwalzen
61 und
71 zugeführt
wird, an den Oberflächen der beiden Kühlwalzen
61 und
71 ab
und bildet ein Gußteil
66 aus. An den Oberflächen
der beiden Kühlwalzen
61 und
71 sind
Rippen
67 und
77 ausgebildet. Die Gußteilränder
66A werden
durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Stahls
64 an
Gußteilrand-Erzeugungseinrichtungen (die Walzenbünde
61a an
der Kühlwalze
61 und die seitlichen Endabschnitte
71a an
der Kühlwalze
71) an den seitlichen Enden der
beiden Kühlwalzen
61 und
71 erzeugt.
Das Mittelteil
66B des Gußteils
66 enthält
zwischen den verfestigten Schalen
65 und
75, die
durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Stahls
64 an
den Oberflächen der Kühlwalzen
61 und
71 in
deren in seitlicher Richtung mittleren Abschnitten
61b und
71b entstehen,
noch unverfestigten, geschmolzenen Stahl
64. Die verfestigten
Schalen
65 und
75 werden daher nicht über
die ganze Oberfläche der Kühlwalzen
61 und
71 zusammengedrückt und
miteinander verbunden. Die Oberflächen der in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitte
61b und
71b der
Kühlwalzen
61 und
71 unterliegen somit
nur dem statischen Druck des geschmolzenen Stahls
64 im Mittelteil
66B des
Gußteils
66, das heißt sie unterliegen
nur einen Liniendruck von zum Beispiel 0,01 kg/mm oder weniger, der
sehr viel kleiner ist als der Liniendruck von 1 kg/mm bis 25 kg/mm
oder 9 kg/mm bis 40 kg/mm, der bei den Stranggußvorrichtungen der
eingangs genannten
japanischen
Patentschriften Nr. 2783484 und Nr.
3045212 auftritt.
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Es
ist damit möglich, die Schäden und die Abnutzung
an den Rippen 67 und 77 auf den Oberflächen
der in seitlicher Richtung mittleren Abschnitte 61b und 71b der
Kühlwalzen 61 und 71 entsprechend zu
verringern, so daß die Form der Rippen 67 und 77 und
damit deren Auswirkungen auf die Vergleichmäßigung
der Dicke der verfestigten Schalen 65 und 75 (die
Dicke des Gußteils 66) für eine lange Zeit
erhalten bleibt. Es ist mit anderen Worten möglich, für
eine lange Zeit die Funktion der Rippen 67 und 77 bei
der Vergleichmäßigung der Dicke des Mittelteils 66B des
Gußteils 66 zu erhalten, die wichtiger ist als
die Dicke am Gußteilrand 66A, der später
weggeschnitten wird. Die Lebensdauer der Kühlwalzen 61 und 71 ist
somit erheblich größer.
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Bei
der Doppelwalzen-Stranggußvorrichtung der fünften
Ausführungsform hat die Gußteilrand-Erzeugungseinrichtung
einen Aufbau (eine dritte Ausgestaltung), bei dem bzw. bei der die
seitlichen Gußteilränder 66A dadurch
erzeugt werden, daß die seitlichen Ränder der
verfestigten Schale 65 und die seitlichen Ränder
der verfestigten Schale 75 von den Walzenbünden 61a der
einen Kühlwalze 61 und den seitlichen Endabschnitten 71a der
anderen Kühlwalze 71 zusammengedrückt
und verbunden werden. Die seitlichen Ränder der verfestigten
Schale 65 werden durch Abkühlen und Verfestigen
des geschmolzenen Stahls 64 an den Oberflächen
der Walzenbünde 61a an den seitlichen Endabschnitten
der einen Kühlwalze 61 erzeugt, und die seitlichen
Ränder der verfestigten Schale 75 werden durch
Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Stahls 64 an
den seitlichen Endabschnitten 71a der anderen Kühlwalze 71 erzeugt.
Der Gußteilrand 66A kann so mit einem einfachen
Aufbau zuverlässig erzeugt werden, und der nicht verfestigte,
ge schmolzene Stahl 64 wird zuverlässig zwischen
den verfestigten Schalen 65 und 75 eingeschlossen.
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Auch
bei der fünften Ausführungsform haben die Rippen 67 und 77 im
transversalen Querschnitt (dem Querschnitt in der seitlichen Richtung
der Kühlwalzen 61 und 71) eine Dreieckform
wie in den 3 und 4 gezeigt, ähnlich
wie die Rippen 17 der ersten Ausführungsform.
Darüberhinaus sind die Spitzen der Rippen 67 an
den Walzenbünden 61a der Kühlwalze 61 und
die Spitzen der Rippen 77 in den seitlichen Endabschnitten 71a der
Kühlwalze 71 vorzugsweise wie die Rippen 17 der 5A gerundet oder
wie die Rippen 17 der 5B abgeflacht.
Außerdem können die Walzenbünde 61a der
Kühlwalze 61 und die seitlichen Endabschnitte 71a der
Kühlwalze 71 keine Rippen 67 oder 77 aufweisen,
sondern ähnlich wie die seitlichen Endabschnitte (Walzenbünde 11a)
der Kühlwalze 11 der 5C glatt
sein oder ähnlich wie die seitlichen Endabschnitte (Walzenbünde 11a)
der Kühlwalze 11 der 5D eine
große Anzahl von Vertiefungen in der Oberfläche
enthalten.
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Wie
bei der zweiten Ausführungsform weist auch bei der vorliegenden
fünften Ausführungsform die Kühlwalze 61 vorzugsweise
an den Oberflächen der Walzenbünde 61a eine
größere Härte auf als an der Oberfläche
der übrigen, nicht zu den Walzenbünden gehörenden
Abschnitte, das heißt als an der Oberfläche des
in seitlicher Richtung mittleren Abschnitts 61b, und die
Kühlwalze 71 weist an der Oberfläche
der seitlichen Endabschnitte 71a eine größere
Härte auf als an der Oberfläche der übrigen, nicht
zu den seitlichen Endabschnitten gehörenden Abschnitte,
das heißt als an der Oberfläche des in seitlicher
Richtung mittleren Abschnitts 71b.
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Wie
bei der dritten Ausführungsform können auch bei
der vorliegenden fünften Ausführungsform die einzelnen
Rippen 67 und 77 in der Umfangsrichtung der Kühlwalzen 61 und 71 diskontinuierlich
sein, wobei wie in der 14 gezeigt die Länge
jeder Rippe 67 oder 77 in der Umfangsrichtung
kürzer ist als die Umfangslänge Lmka, Lmkb bzw.
Lmkc von der Positi on des Meniskus M des Bades 63 aus geschmolzenem
Metall bis zum Berührungspunkt KP längs der Oberfläche
der Kühlwalze 61 bzw. 71, d. h. längs
der Oberfläche des in seitlicher Richtung mittleren Abschnitts 61b bzw.
längs der Oberfläche des Walzenbunds 61a.
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Statt
der Rippen 67 und 77 können an den Oberflächen
der Kühlwalzen 61 und 71 auch Vorsprünge
ausgebildet werden, die sich nicht wie die Rippen 67 und 77 über
die Oberfläche der jeweiligen Kühlwalze erstrecken,
sondern die eine konische Form, eine Pyramidenform und dergleichen
haben und die über die Oberfläche der Kühlwalze 61 bzw. 71 verteilt
sind. Auch in diesem Fall sind jedoch die Spitzen der Vorsprünge
an den Walzenbünden 61a der Kühlwalze 61 und
die Vorsprünge in den seitlichen Endabschnitten 71a der
Kühlwalze 71 vorzugsweise abgerundet oder abgeflacht.
Die Walzenbünde 61a der Kühlwalze 61 und
die seitlichen Endabschnitte 71a der Kühlwalze 71 können
auch frei sein von Vorsprüngen oder Vertiefungen aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 1991-128149 [0002]
- - JP 2004-042128 [0002]
- - JP 2783484 [0004, 0005, 0017, 0054, 0088, 0103]
- - JP 3045212 [0004, 0005, 0017, 0054, 0088, 0103]