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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Transportbandes einer Bandgießanlage, sowie eine Bandgießanlage zum Gießen von Metallen.
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Stand der Technik
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Die Verwendung eines Bandgießverfahrens für das Vergießen von Metallen als flache, endabmessungsnahe Bänder ist bekannt. Hierbei wird die entsprechende Metallschmelze typischerweise zwischen zwei von unten und/oder von oben auf der der Metallschmelze abgewendeten Seite gekühlten Transportbändern, welche als wandernde Kokille dienen, gegossen, wobei durch die Anwendung der Transportbänder entsprechend direkt ein endabmessungsnahes Gießen des jeweiligen flachen Metallbandes erreicht werden kann.
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Ein solches Verfahren sowie eine entsprechende Stranggießvorrichtung ist beispielsweise aus der
EP 326 788 A1 bekannt, gemäß welcher die beiden Transportbänder beziehungsweise Kokillenbänder von einem Bund abgewickelt werden und nach der Verwendung wieder auf einem Bund aufgewickelt werden.
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Das Band wird beim Durchlaufen der Gießkammer dabei gereckt, um wärmebedingten Deformationen des Kokillenbandes entgegen zu wirken.
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Bei dem Bandgießverfahren kommt es typischerweise zu einer Verformung des Transportbandes, welche sich unter anderem dadurch ergibt, dass beim Aufbringen des flüssigen Metalls auf das jeweilige Transportband bei gleichzeitiger hoher Kühlleistung das flüssige Metall in einen Flatterkontakt mit dem Transportband tritt. Flatterkontakt meint hierbei, dass das flüssige Metallband bei Kontakt mit dem stark gekühlten Transportband schnell erstarrt und entsprechend eine erste Gießhaut zum Transportband hin ausbildet. Durch die thermische Kontraktion der Gießhaut, welche mit einem Ablösen der Gießhaut vom Transportband verbunden ist, verliert die Gießhaut die intensive Kühlung, welche durch den Direktkontakt mit dem gekühlten Transportband entsteht, wieder und schmilzt dann durch das hinter der Haut befindliche flüssige Metall sofort wieder auf. Es kommt entsprechend dann zum erneuten Kontakt zwischen dem flüssigen Metall und dem Transportband. Damit ergibt sich hier ein Flatterkontakt zwischen dem Metall und dem gekühlten Transportband, bis die gebildete Gießhaut so stabil ist, dass sie nicht wieder aufschmilzt, sondern durch ihr Eigengewicht beziehungsweise den metallostatischen Druck aus dem noch flüssigen Metallkern am Transportband angelegt bleibt.
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Unter anderem bei diesem Prozess kommt es zu einem Ausbeulen des Transportbandes und entsprechend einer thermischen Beulenbildung in dem Transportband, welche unter anderem daher rührt, dass sich in unterschiedlichen Bereichen des Transportbandes quer zur Transportrichtung unterschiedliche Temperaturen aufgrund des unterschiedlich flatternden flüssigen Metallmaterials ausbilden.
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Hierbei kann es zu permanenter Beulenbildung im Transportband kommen, welche bei einem nachfolgenden Gießprozess zu einer Verschlechterung der Erstarrungsbedingungen des gegossenen Metallbandes führen kann.
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Dies ist besonders problematisch bei der Verwendung eines kontinuierlichen Gießverfahrens, bei welchem ein umlaufendes Transportband verwendet wird, so wie es beispielsweise in der
EP 0 295 080 B1 beschrieben ist. Gemäß dieser Schrift wird eine Doppelbandgießmaschine und ein Verfahren zum Gießen bei der Anwendung derselben angegeben, bei welchem unterschiedliche Bereiche des umlaufenden Transportbandes unterschiedlich mit Wärmeenergie beaufschlagt werden, um einer Verformung des Transportbandes entgegenzuwirken. Insbesondere wird hier bei unterschiedlichen Gießbreiten jeweils der Rand des Transportbandes kontinuierlich erhitzt, um einer thermisch bedingten Verformung des Transportbandes aufgrund der unterschiedlich eingetragenen thermischen Energien im Bereich des flüssigen Metalls sowie in den Randbereichen des Transportbandes entgegenzuwirken. Diese Erwärmung findet vor dem eigentlichen Gießvorgang statt.
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Auch aus der
DE 41 36 542 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein umlaufendes Transportband vor dem Beaufschlagen mit der metallischen Schmelze erwärmt wird, um einer Verformung des Transportbandes entgegenzuwirken.
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Die vorgeschlagenen Verfahren beziehungsweise Vorrichtungen dienen entsprechend dazu, ein Transportband vor dem Gießvorgang beziehungsweise während des Gießvorganges so gezielt zu erwärmen, dass einer Verformung des Transportbandes entgegen gewirkt wird.
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Darstellung der Erfindung
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Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, mittels welcher Verformungen in einem Transportband reduziert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Betrieb eines Transportbandes einer Bandgießanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Entsprechend umfasst das Verfahren zum Betrieb eines Transportbandes einer Bandgießanlage die Schritte des Durchführens einer Profilmessung des Transportbandes, um die Position und/oder die Ausdehnung von Verformungen des Transportbandes zu detektieren, und der selektiven Erwärmung des Transportbandes im Bereich der detektierten Verformungen, um die Verformungen durch nachfolgende thermische Kontraktion zu verringern und/oder zu eliminieren.
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Durch die Durchführung der Profilmessung des Transportbandes und die entsprechende Detektion der Position und Ausdehnung von Verformungen können entsprechend die sich im Transportband nach einem Gießprozess befindlichen Beulen, welche durch ein Fließen des Materials des Transportbandes entstanden sind, detektiert werden und deren Relativposition zum Transportband sowie deren Ausdehnung erfasst werden. Durch den nachfolgenden Schritt des selektiven Erwärmens der jeweiligen Verformungen, also insbesondere der detektierten Beulen, kann dann die jeweilige Verformung durch die entsprechende nachfolgende thermische Kontraktion während des Abkühlens der vorher stark erwärmten selektiven Bereiche des Transportbandes verringert werden beziehungsweise vollständig aus dem Band heraus gezogen werden.
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Durch die selektive Erwärmung des Transportbandes im Bereich der detektierten Verformungen kann entsprechend ein Richten des Transportbandes durch die nachfolgende thermische Kontraktion des Materials des Transportbandes erreicht werden. Dies ist auch während des laufenden Gießbetriebes möglich, wobei die Profilmessung dann an einem freien Bereich des Transportbandes durchgeführt wird und die selektive Erwärmung des Transportbandes ebenfalls in einem freien Bereich des Transportbandes durchgeführt wird.
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Die Profilmessung wird dabei vorteilhaft in einem Abstandsverfahren durchgeführt, wobei hier detektiert werden kann, ob Beulen im Transportband vorliegen und an welcher Position des Transportbandes diese Beulen mit welcher Ausdehnung vorliegen. Die Profilmessung kann auch mit zwei gegenüberliegenden Abstandsmessungen mittels einer Differenzmethode festgestellt werden, oder es kann mittels einem Laserscanvorgang oder über Messvorhänge mit einer gewissen Breite eine entsprechende Profilmessung durchgeführt werden. Andere berührungslose Abstandsmessverfahren, wie zum Beispiel über Radar oder Ultraschall, können zur Profilmessung ebenfalls verwendet werden. Entsprechend wird auf diese Weise, gekoppelt mit der jeweiligen Bandposition, die Ausdehnung sowie die Position von Verformungen und insbesondere von Beulen im Transportband ermittelt.
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Unter Beule wird hier eine Verformung verstanden, welche sich aus einer umgebenden, im Wesentlichen planen Oberfläche heraushebt. Eine Beule ist insbesondere keine Verwindung des Transportbandes.
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Bei dem Messvorgang können insbesondere Rechenverfahren bi-kubischer Splines zur Ermittlung von Position, Tiefe sowie Ausdehnung der jeweiligen Verformungen und insbesondere der Beulen zum Einsatz kommen.
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Die selektive Erwärmung der detektierten Verformungen wird bevorzugt über eine selektive Beaufschlagung des Transportbandes mit einem Magnetfeld über Induktionsspulen durchgeführt, wobei die im Transportband entstehenden Wirbelströme entsprechend für eine selektive Erwärmung des Transportbandes sorgen. Auf diese Weise können über die nachfolgend entstehende thermische Kontraktion die jeweiligen Verformungen im Transportband reduziert oder vollständig aus diesem herausgezogen werden.
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Die Induktion wird bevorzugt über ein Array von Induktionsspulen auf das Transportband aufgebracht, welches in einem freien Bereich des Transportbandes angeordnet ist. Durch ein entsprechendes Zu- und Abschalten unterschiedlicher Kombinationen von Spulen können entsprechend bestimmte Bereiche des Transportbandes sowohl in Querrichtung als auch in Transportrichtung des Transportbandes selektiv stark erwärmt werden, so dass die Beulen entsprechend aus dem Transportband entfernt werden können.
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Das Array der Induktionsspulen wird dabei bevorzugt so angesteuert, dass genau diejenigen Bereiche des Transportbandes selektiv erwärmt werden, in welchen die Verformung detektiert wurde. Dies ist unabhängig davon, ob es sich um kreisrunde Beulen oder um langgestreckte Beulen handelt. Auch langgestreckte Beulen, welche sich nicht in Bandlaufrichtung erstrecken, können über eine entsprechende Ansteuerung des Spulenarrays gezielt und selektiv erwärmt werden.
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Bevorzugt wird durch eine zeitliche Abfolge mindestens zweier Spannungspulse oder Stromimpulsbursts und/oder einer zeitlichen Abfolge der Ansteuerung mindestens zweier unterschiedlicher Induktionsspulen eine selektive Erwärmung aufgebracht. Die zeitliche Abfolge der Spannungspulse, Stromimpulsbursts oder der Ansteuerung der unterschiedlichen Induktionsspulen wird auf Grundlage der ermittelten Beulenform, bevorzugt der über die bi-kubischen Splines ermittelten Beulenform, derart bestimmt, dass eine gezielte Erwärmung des Transportbandes in dem Bereich der ermittelten Beule stattfindet.
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Bevorzugt wird das selektive Erwärmen des Transportbandes und gegebenenfalls auch die Profilmessung in einem Bereich des Transportbandes durchgeführt, welcher gegenüber dem Gießbereich einen höheren Bandzug oder einen geringeren Bandzug aufweist. Hier kann beispielsweise durch das Aufbringen eines erhöhten Bandzuges das Herausziehen von Beulen positiv beeinflusst werden oder mittels eines geringeren Bandzuges auch kleinere Beulen detektiert werden.
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Die oben beschriebene Aufgabe wird weiterhin durch eine Bandgießanlage zum Gießen von flachen Metallbändern mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Entsprechend ist eine Bandgießanlage zum Gießen von flachen Metallbändern mit mindestens einem umlaufenden Transportband vorgesehen, wobei mindestens eine Messvorrichtung zur Profilmessung des Transportbandes vorgesehen ist, um die Position und/oder Ausdehnung von Verformungen des Transportbandes zu detektieren, und mindestens eine Heizvorrichtung zur selektiven Erwärmung des Transportbandes im Bereich der detektierten Verformung vorgesehen ist.
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Wie bereits oben zum Verfahren beschrieben, ermöglicht die Messvorrichtung eine Profilmessung des Transportbandes derart, dass Verformungen detektiert werden können, beispielsweise zur Detektion von Beulen im Transportband, welche von einem vorherigen Gießvorgang herrühren. Die Messvorrichtung ermöglicht es dabei, die Bandposition, also die Position der jeweiligen Verformung auf dem Transportband, sowie die Ausdehnung der jeweiligen Verformung, beispielsweise den Durchmesser beziehungsweise die Form einer Beule, sowie deren Tiefe zu bestimmen.
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Über die Heizvorrichtung kann dann der Bereich, in welchem die jeweilige Verformung im Transportband detektiert wurde, selektiv erwärmt werden. Die selektive Erwärmung wird dabei bevorzugt über eine entsprechende Steuervorrichtung so gesteuert, dass über eine thermische Kontraktion die jeweilige Verformung beim auf die Erwärmung folgenden Abkühlvorgang aus dem Transportband herausgezogen wird. Entsprechend kann die eingebrachte Wärmeenergie beziehungsweise die im Transportband zu erreichende Temperatur der Erwärmung beispielsweise auch abhängig von der Ausdehnung der jeweiligen Verformung beziehungsweise der Tiefe der jeweiligen Verformung gesteuert werden, derart, dass ein möglichst genaues und effektives Verringern beziehungsweise Entfernen der jeweiligen Verformung aus dem Transportband ermöglicht wird. Dies ist natürlich auch in dem oben beschriebenen Verfahren möglich. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Transportband vor darauffolgenden Gießvorgang wieder eine vollständig plane Oberfläche bereitstellt, auf welche dann die metallische Schmelze aufgegeben werden kann.
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Es ist bevorzugt, die Messvorrichtung über ein Abstandsmessverfahren durchzuführen und entsprechend die Messvorrichtung so auszubilden, dass die Abstandsmessung durchgeführt werden kann. Dies kann beispielsweise optisch, beispielsweise über Laser, über Radar sowie über Ultraschall durchgeführt werden. Die Profilmessung findet bevorzugt mittels einer Messvorrichtung statt, welche eine Höhenmessung über die gesamte Breite des Transportbandes hinweg durchführen kann. Aus diesem Höhenprofil in Kombination mit der jeweiligen Bandposition kann dann das (dreidimensionale) Bandprofil bestimmt werden.
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Die selektive Erwärmung des Transportbandes in den Bereichen, in welchen die Verformungen detektiert wurden, wird über ein Array von Induktionsspulen erreicht, welche in einem freien Bereich des Transportbandes, also bevorzugt außerhalb des Gießbereiches, angeordnet sind. Die Profilmessung muss vor dem Array aus Induktionsspulen durchgeführt werden, um aus den mit der Profilmessung ermittelten Daten entsprechend das Array an Induktionsspulen so steuern zu können, dass eine selektive Erwärmung des Transportbandes lediglich in den Bereichen stattfindet, in welchen die Verformungen detektiert wurden.
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Das Array an Induktionsspulen ist dabei bevorzugt in mehreren, gegeneinander verschobenen Zeilen so ausgebildet, dass jeder Bereich des Transportbandes über die Breite des Transportbandes hinweg selektiv mit Wärmeenergie beaufschlagt werden kann. Bei den jeweiligen Induktionsspulen handelt es sich bevorzugt aus Luftspulen beziehungsweise aus Spulen mit speziellen Ferrit-Sinterkernen, die hochfrequenztauglich sind. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Transportband selektiv, nicht nur in Querrichtung, sondern auch in Förderrichtung mit der entsprechenden Wärmeenergie beaufschlagt werden kann, ohne dass eine entsprechende Verzögerung oder ein hoher Energieverlust stattfindet.
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Um die benötigten hohen Impulsströme bereitzustellen, ist bevorzugt, eine Anordnung von Leistungsschaltern bereitzustellen, welche über einen entsprechenden Energiespeicher, beispielsweise Kondensatoren oder Batterien, mit der notwendigen Energie versorgt werden, um entsprechende Stromimpulse beziehungsweise Strombursts auf die jeweilig anzusteuernden Induktionsspulen abgeben zu können.
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Die Induktionsspulen können in einer bevorzugten Anordnung Durchmesser zwischen 10 und 30 cm aufweisen und entsprechend nebeneinander in zueinander leicht versetzten Zeilen über die gesamte Breite des Transportbandes hinweg angeordnet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein Satz von Spannvorrichtungen, bevorzugt zwei S-Rollen, vorgesehen, mittels welchen ein zwischen diesen beiden Spannvorrichtungen liegender Abschnitt des Transportbandes entweder mit einem höheren Zug, als dem im Gießbereich aufgebrachten Zug, oder mit einem geringeren Zug, als dem im Gießbereich aufgebrachten Zug, beaufschlagt werden kann. In dem zwischen den beiden Spannvorrichtungen befindlichen Bereich ist bevorzugt die Heizvorrichtung und besonders bevorzugt auch die Messvorrichtung angeordnet, um das Transportband auch bei unterschiedlichen Zügen bezüglich seines Profils messen zu können und mit Heizenergie selektiv beaufschlagen zu können. Zum Herausziehen von Beulen aus dem Transportband ist eine hohe Zugspannung förderlich. Zur Messung von auch kleinen Beulen im Transportband ist eine geringe Zugspannung förderlich. Entsprechend kann über die Einstellung der jeweiligen S-Rollen in dem zwischen den S-Rollen angeordneten Bereich ein entsprechendes Zugregime eingestellt werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figur näher erläutert. Dabei zeigen
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1 eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts einer Bandgießanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 eine schematische Seitenansicht eines Ausschnittes einer Bandgießanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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3 eine schematische Schaltungsanordnung für eine Heizvorrichtung;
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4 eine schematische Anordnung für eine Schaltung einer Heizvorrichtung in einem weiteren Ausführungsbeispiel;
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5 eine schematische Draufsicht auf ein Induktionsspulenarray in einem ersten Zustand;
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6 eine weitere schematische Draufsicht auf ein Induktionsspulenarray in einem zweiten Zustand;
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7 eine schematische Seitenansicht eines Abschnittes einer Bandgießanlage in einer weiteren Ausführungsform; und
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8 eine weitere schematische Seitenansicht des in 7 gezeigten Ausschnittes der Bandgießanlage in einem Ladezustand.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Abschnitt einer Bandgießanlage 1 zum Gießen eines flachen Metallbandes 2, wobei ein Zuführsystem 20 vorgesehen ist, über welches die Metallschmelze auf ein Transportband 3 aufgebracht wird. Das Transportband 3 ist ein umlaufendes, also endloses Transportband, welches über zwei obere Rollen 30, 32 sowie eine Spannrolle 34 umlaufend geführt ist.
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In einem Gießbereich 300 wird die Metallschmelze über das Zuführsystem 20 auf das Transportband 3 aufgegeben, um das flache Metallband 2 auszubilden.
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Unterhalb eines weiten Bereiches des Gießbereiches 300 ist ein Spritzwasserkühlkasten 36 vorgesehen, welcher das Transportband 3 von unten durch eine entsprechende Wasserzufuhr effektiv kühlt. Hierbei werden beispielsweise Kühlleistungen von etwa 7 bis 8 MW/m2 im Bereich, in welchem die Metallschmelze über das Zuführsystem 20 auf das Transportband 3 aufgegeben wird, erreicht.
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Der Spritzwasserkühlkasten 36 stellt weiterhin einen Unterdruck bereit, mittels welchem das Transportband 3 weitgehend plan geführt werden kann, um eine plane Auflagefläche für die Metallschmelze bereitzustellen.
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Dennoch ergeben sich, beispielsweise durch den oben beschriebenen Flattereffekt, lokale Verformungen des Transportbandes 3, welche insbesondere als Beulen des Transportbandes auftreten.
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In einem freien Bereich 310 des Transportbandes 3 ist zur Bestimmung dieser Verformungen eine Messvorrichtung 4 vorgesehen, mittels welcher die Position der jeweiligen Verformung sowie deren Ausdehnung detektiert werden können. Die jeweilige Position der jeweiligen Verformung auf dem Transportband 3, sowie deren Ausdehnung, also beispielsweise deren Durchmesser, deren Längserstreckung und/oder deren Tiefe beziehungsweise Höhe, werden über die Messvorrichtung 4 an eine zentrale, nicht gezeigte Auswertungs- und Steuervorrichtung übergeben.
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Die Messvorrichtung 4 kann eine berührungslose Messvorrichtung sein, beispielsweise über einen mäanderförmigen Scanvorgang mittels eines Lasers, durch Messvorhänge über die Breite des Transportbandes 3 hinweg, durch Radar oder Ultraschall oder über bildgebende Verfahren.
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Aus dem mit der Messvorrichtung 4 detektierten Profil des Transportbandes 3 wird ein entsprechendes Muster zur Ansteuerung einer Heizvorrichtung 5 ermittelt, wobei die Heizvorrichtung 5 dann entsprechend dem ermittelten Muster selektiv Heizenergie auf das Transportband 3 aufbringt. Die Heizvorrichtung 5 besteht bevorzugt aus einem Array von Induktionsspulen, welche die Heizenergie in genau den Bereichen auf das Transportband 3 aufbringt, in welchen die Messvorrichtung 4 vorher die entsprechenden Verformungen detektiert hat. Entsprechend ist die Messvorrichtung 4 in Bandlaufrichtung betrachtet vor der Heizvorrichtung 5 angeordnet.
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Eine mögliche Ausbildung der Heizvorrichtung 5 wird nachfolgend beispielsweise unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben.
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Durch das selektive Aufbringen von Heizenergie auf das Transportband 3 genau in den Bereichen, in welchen über die Messvorrichtung 4 Verformungen festgestellt wurden, ermöglicht es, die jeweiligen Verformungen punktuell stark zu erhitzen und beim nachfolgenden Abkühlungsprozess durch eine thermische Kontraktion die entsprechenden Verformungen zu verringern oder gar vollständig im Transportband 3 zu eliminieren. Entsprechend kann beim erneuten Eintritt des Transportbandabschnittes in den Gießbereich 300 erreicht werden, dass das Transportband 3 hier wieder im Wesentlichen plan ist, um die Qualität des gegossenen Metallbandes 2 aufrechtzuerhalten.
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In 2 ist eine Variante des in 1 gezeigten Messverfahrens in der Bandgießanlage 1 gezeigt, wobei die Messvorrichtung 4 hier eine der ersten Messvorrichtung 40 gegenüberliegende zweite Messvorrichtung 42 aufweist, welche sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite aus das Transportband 3 bezüglich der jeweiligen Verformungen messen. Über eine Differenzmethode kann aus den jeweiligen Messdaten der oberen und unteren Messvorrichtung 40, 42 dann ein exakter Wert für die jeweilige Verformung und besonders für die jeweilige, im Transportband 3 vorhandene Beule berechnet werden. Die Bereitstellung des Differenzmessverfahrens über die auf gegenüberliegenden Seiten des Transportbandes 3 angeordneten Messvorrichtungen 40, 42 können Artefakte, welche beispielsweise durch Bandschwingungen auftreten, im Wesentlichen eliminiert werden, so dass lediglich die dem Band inhärenten Verformungen über diese Messvorrichtung gemessen werden können.
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Die Induktionsspulen 5 beziehungsweise das Array der Induktionsspulen 5 wird dann wieder so gesteuert, dass an den Positionen, an welchen über die Messvorrichtung 40, 42 eine Verformung festgestellt wurde, entsprechend selektiv Wärmeenergie in das Transportband 3 eingebracht wird.
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3 zeigt eine schematische Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer Induktionsspule aus dem Array 5 an Induktionsspulen. Eine einzelne Induktionsspule 50 wird dabei über einen Leistungsschalter 60, beispielsweise einen Inverter, mit einem entsprechenden Stromimpuls dann beaufschlagt, wenn eine selektive beziehungsweise lokale Erwärmung des Transportbandes 3 erreicht werden soll.
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Da die Bereitstellung eines einzelnen Stromimpulses eine hohe Energiedichte fordert, ist dem Leistungsschalter 60 eine Kondensatorgruppe oder eine Standardbatterie 62 vorgeschaltet, welche zur Zwischenspeicherung beziehungsweise zur Pufferung des Strombedarfs der Induktionsspule 50 dient. Die Kondensatorgruppe beziehungsweise Standardbatterie 62 werden über eine entsprechende Konstantstromquelle 64 kontinuierlich geladen, wobei die Energie dann nur über den Leistungsschalter 60 abgerufen wird, wenn tatsächlich eine Deformation des Transportbandes 3 im Bereich der entsprechenden, mit dem Leistungsschalter 60 verbundenen Induktionsspule 50 detektiert wurde.
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4 zeigt in einer Alternative eine Schaltvorrichtung, welche der Induktionsspule 50 über den entsprechenden Leistungsschalter 60 nicht einen einzelnen Spannungspuls, so wie in 3 gezeigt, sondern einen Stromimpulsburst zukommen lässt, um entsprechend eine sehr starke Erwärmung des Transportbandes in einem sehr kurzen Zeitabschnitt beziehungsweise einem sehr kleinen Raumbereich zu ermöglichen.
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In den 5 und 6 ist schematisch das Transportband 3 gezeigt, welches Beulen unterschiedlicher Größe aufweist. Die Beulen sind mit dem Bezugszeichen 340 versehen. Weiterhin ergibt sich, dass die Beulen, beispielsweise so wie in 6 gezeigt, auch langgestreckte Beulen sein können, welche sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken.
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Unter dem Transportband 3, welches die Beulen von dem vorhergehenden Gießvorgang aufweist, ist eine Heizvorrichtung 5 in Form eines Arrays unterschiedlicher Induktionsspulen 50 vorgesehen. Die Induktionsspulen sind, in Bandlaufrichtung gesehen, in Zeilen angeordnet, welche leicht gegeneinander versetzt sind. Insbesondere sind in den 5 und 6 vier Zeilen an Induktionsspulen 50 gezeigt, welche sich im Wesentlichen über die Gesamtbreite des Transportbandes 3 hinweg erstrecken, und welche jeweils um eine sechstel Spulenbreite gegeneinander verschoben sind. Auf diese Weise lässt sich mit dem Induktionsspulenarray jeder Punkt auf dem Transportband 3 selektiv und sehr gezielt mit Wärmeenergie beaufschlagen.
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Zur Beaufschlagung der jeweiligen Beulen unterschiedlicher Durchmesser ist zumindest für die auf der linken Seite gezeigten Beulen 340 in den 5 und 6 eine entsprechende Sequenz an Beaufschlagung der individuellen Induktionsspulen 50 des Arrays 5 so gezeigt, dass die jeweiligen Beulen mit Heizenergie beaufschlagt werden können und entsprechend beim nachfolgenden Abkühlvorgang über thermische Kontraktion die Beulen 340 aus dem Band 3 herausgezogen werden.
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Die individuellen Induktionsspulen 50 können entweder als Luftspulen vorgesehen sein, oder aber als Spulen mit einem gesinterten Ferrit-Kern. Auf diese Weise können die Spulen mit den sehr hohen Frequenzen beim selektiven, schnellen Ein- und Ausschalten des jeweiligen Stromes, beispielsweise durch den Stromeinzelimpuls beziehungsweise den Stromimpulsburst folgen zu können.
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Die jeweiligen Sequenzen zur Ansteuerung der individuellen Induktionsspulen 50 der Heizvorrichtung 5 ergeben sich aus der in das Transportband 3 einzutragenden Energie. Entsprechend kann bei einer größeren Verformung und einem höheren Energiebedarf beispielsweise die gleiche Position des Transportbandes 3 mit zwei oder mehr Induktionsspulen nacheinander beaufschlagt werden.
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Um dies zu illustrieren sind in den 5 und 6 in einzelnen Induktionsspulen 50 der Heizvorrichtung 5 Ziffern eingetragen (1 bis 7 in 5 und 1 bis 14 in 6), welche die zeitliche Reihenfolge der jeweiligen individuellen Ansteuerung der individuellen Induktionsspulen 50 angeben.
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Beispielsweise würde es bei einer kleinen Beule 340, so wie sie in 5 in der Mitte des Transportbandes 3 angedeutet ist, ausreichen, eine einzige Induktionsspule einmal anzusteuern. Bei größeren runden Beulen 340, so wie sie an den Rändern des Transportbandes 3 in 5 gezeigt sind, ergibt sich bereits eine komplexere zeitliche Abfolge der anzusteuernden individuellen Induktionsspulen 50.
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Bei den in 6 gezeigten langgestreckten Beulen 340 wird die Ansteuerung sehr komplex, um die entsprechende Wirkung zu entfalten.
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Die Reihenfolge der Ansteuerung ergibt sich aus der Auswertung der gemessenen Beulenformen durch bi-kubische Splines derart, dass eine zielgerichtete Erwärmung des Transportbandes 3 im Bereich der ermittelten Beule stattfinden kann.
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7 zeigt eine weitere schematische Seitenansicht einer Bandgießanlage 1 zum Gießen eines flachen Metallbandes 2 in einer weiteren, alternativen Ausführungsform. Wieder ist ein Zuführsystem 20 zur Beaufschlagung des Transportbandes 3 mit der Metallschmelze vorgesehen, um das flache Metallband 2 auszubilden. Unterhalb des Transportbandes 3 ist wiederum ein Spritzwasserkühlkasten 36, welcher ebenfalls auch einen Unterdruck bereitstellt, vorgesehen. Das Transportband 3 ist in dem freien Bereich 310 über zwei S-Rollenpaare 70, 72 geführt, welche es erlauben, den sich zwischen den beiden S-Rollenpaaren befindlichen Bereich 700 des Transportbandes 3 mit einem anderen Zug zu beaufschlagen, als den im Gießbereich 300 vorhandenen Zug des Transportbandes 3. Mit anderen Worten kann in dem zwischen den beiden S-Rollen 70, 72 liegenden Bereich 700 des Transportbandes 3 ein geringerer Zug eingestellt werden, beispielsweise um über die Messvorrichtung 4 auch kleine Abweichungen und geringfügige Verformungen des Transportbandes 3 erkennen zu können.
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In einer Variante wird in dem zwischen den beiden S-Rollen 70, 72 liegenden Bereich 700 des Transportbandes 3 ein höherer Zug eingestellt, als im Gießbereich 300, um in dem zwischen den beiden S-Rollen 70, 72 liegenden Bereich 700 das Herausziehen von Verformungen aus dem Transportband 3 durch den höheren Bandzug zu unterstützen.
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8 zeigt die Bandgießanlage 1 aus 7 in einem weiteren Zustand, in welchem die beiden S-Rollenpaare 70, 72 in einer Ladestellung angeordnet sind, also entsprechend in einer gegenüber der in 7 gezeigten Stellung gegeneinander rotiert sind, um das Einsetzen eines neuen Transportbandes 3 zu erleichtern. Die Spannrolle 34 gleicht dabei den entsprechenden Längenunterschied des Transportbandes 3 aus. Sowohl die Heizvorrichtung 5 als auch die Messvorrichtung 4 sind soweit aus dem Weg geklappt beziehungsweise bewegt, dass das Transportband 3 in die entsprechenden Führungen eingesetzt werden kann.
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Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bandgießanlage
- 2
- Metallband
- 20
- Zuführsystem
- 3
- Transportband
- 30
- obere Rolle
- 32
- obere Rolle
- 34
- Spannrolle
- 36
- Spritzwasserkühlkasten
- 300
- Gießbereich
- 310
- freier Bereich
- 340
- Beule
- 4
- Messvorrichtung
- 40
- erste Messvorrichtung
- 42
- zweite Messvorrichtung
- 5
- Heizvorrichtung
- 50
- Induktionsspule
- 60
- Leistungsschalter
- 62
- Batterie
- 64
- Konstantstromquelle
- 70
- Spannvorrichtung
- 72
- Spannvorrichtung
- 700
- Bereich anderen Zugs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 326788 A1 [0003]
- EP 0295080 B1 [0008]
- DE 4136542 A1 [0009]
