DE1911575B2

DE1911575B2 - Arrangement for horizontal continuous casting and strand deformation and operating mode for this

Info

Publication number: DE1911575B2
Application number: DE19691911575
Authority: DE
Inventors: Herbert Palos Verdes Harvey; Homer Milton Los Angeles Harvey; Leo Myer Los Angeles Harvey; Linden Coyle Rolling Hills Hill
Original assignee: Harvey Aluminum Inc
Current assignee: Harvey Aluminum Inc
Priority date: 1969-03-07
Filing date: 1969-03-07
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE1911575C3; DE1911575A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum horizontalen Stranggießen und Strangverformen von Metall zu Walzstücken, Blechen und dergleichen.The invention relates to an arrangement for the horizontal continuous casting and strand deformation of metal Rolled pieces, sheets and the like.

Aus der US-PS 27 90 216 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum vertikalen Stranggießen bekannt. Die Vorrichtung enthält ein Paar horizontal nebeneinander angeordneten Walzen und eine nach oben auf den Walzenspalt gerichtete Düse, mit den benachbarten Walzenflächen formentsprechend gekrümmten Düscnaußenfiächen, welche erheblich langer als ihr Abstand zu den jeweils benachbarten Walzenflächen sind.From US-PS 27 90 216 is a device and a Process for vertical continuous casting known. The device contains a pair horizontally side by side arranged rollers and a nozzle directed upwards towards the roller gap, with the neighboring ones Roller surfaces correspondingly curved nozzle outer surfaces, which are considerably longer than their distance to the respective adjacent roller surfaces.

Dieser, nur für den Vertikalguß geeigneten Vorrichtung haften eine Reihe schwerwiegender Nachteile an. Trotz Vorbeheizung der Düse und der Walzen vor Betriebsaufnahme besteht die Gefahr einer vorzeitigen Erstarrung des Metallflusses beim Auftreffen auf die Walzenflächen. Der hierbei entstehende Metallpfropfen kann die Walzen blockieren und hemmt zumindest den freien Materialfluß. Eine zur Behebung dieser Gefahr vorgesehene Beschleunigung des Walzenumlaufs führt zu weiteren Schwierigkeiten, weil sich der Wärmeübergang von der Schmelze auf die Walzen nicht genau genug einstellen läßt.This device, which is only suitable for vertical casting, has a number of serious disadvantages. Despite preheating of the nozzle and the rollers before starting operation, there is a risk of premature Solidification of the metal flow when it hits the roll surfaces. The resulting metal plug can block the rollers and at least inhibit the free flow of material. One to remedy this danger The intended acceleration of the roll rotation leads to further difficulties because the heat transfer can not be adjusted precisely enough by the melt on the rollers.

Beim oberhalb der optimalen Geschwindigkeit liegenden Walzenbetrieb entstehen ferner sog. Heißstellen, an denen die entsprechenden Metallteile von den Walzen nicht mitgenommen werden. Erfolgt demgegenüber der Walzenbetrieb unterhalb der optimalen Geschwindigkeit, so steigt der Kraftverbrauch scharf an. Da das richtige Mittelmaß der Walzengeschwindigkeit praktisch nicht erreichbar ist, sind die Durchgänge während der ersten 10—20 Minuten meist Ausschuß und unwirtschaftlich. Daher ist der Vertikalguß nur durchführbar, wenn lange, ununterbrochene Betriebszeiten eingehallen werden können, dagegen unwirtschaftlich, wenn kurze Durchgänge gewünscht werden, z. B. bei kleineren Posten verschiedener Abmessungen, die jedesmal eine Neueinstellung des Walzenabstands erforderlich machen. Der vertikale Metallfluß führt ferner Gaseinschlüsse mit, die zu unerwünschten Hohlstellen führen.When the roller is operating above the optimum speed, so-called hot spots also arise. where the corresponding metal parts are not picked up by the rollers. He follows on the other hand, if the roller is operated below the optimal speed, the power consumption increases sharply. Since the correct median of the roller speed is practically impossible to achieve, the Mostly waste and uneconomical during the first 10-20 minutes. Hence the vertical casting only feasible if long, uninterrupted operating times can be achieved, on the other hand uneconomical when short runs are desired, e.g. B. with smaller items different Dimensions that make it necessary to readjust the roller spacing each time. The vertical one Metal flow also entrains gas inclusions, which lead to undesired voids.

Dies erfordert an sich eine besonders gründliche Entgasung des schmelzflüssigen Metallstroms. Diese ist "> aber gerade hier besonders problematisch. Um ein Abtropfen oder Herunterfließen des in den Walzspalt eingespritzten Metalls zu verhindern reicht die Düse bis dicht an die benachbarten Walzenflächen bis zur Anlage der formentsprechend gekrümmten Düsenflächen anThis in itself requires a particularly thorough degassing of the molten metal stream. This is "> but just here particularly problematic. To prevent dripping or flowing down of fuel injected into the nip of metal extends the nozzle to close to the adjacent roller surfaces until it contacts the mold correspondingly curved surfaces on nozzle

ίο die formentsprechenden Walzenflächen. Dies verhindert weitgehend das Entweichen von Gasen aus der Schmelzmasse und verursacht darüber hiraus durch die unvermeidliche Berührung mit der Strangoberfläche Schrammen, Furchen und sonstige Oberflächenfehler der hergestellten Werkstücke.ίο the corresponding roller surfaces. This prevents largely the escape of gases from the melt and caused by the inevitable contact with the strand surface, scratches, furrows and other surface defects of the manufactured workpieces.

Fernerhin fehlt den so gegossenen Strängen in weitgehendem Maße eine strangverformend vergütende Bearbeitung erstarrter Metallmassen durch die Walzen, weil das eingespritzte schmelzfiüssige Metall erst in unmittelbarer Nähe der Stelle des geringsten Walzenabstands zur Erstarrung gelangt.Furthermore, the strands cast in this way largely lack a strand-deforming remuneration Processing of solidified metal masses by the rollers because the injected molten metal solidifies only in the immediate vicinity of the point of the smallest roller spacing.

Auch in der zur Senkrechten geneigt angeordneten Walzen aufweisenden Stranggußvorrichtung der kanadischen Patentschrift 6 19 491 ist die Düse durch eineAlso in the continuous casting apparatus of the Canadian Patent 6 19 491 is the nozzle through a

^ elastische Abdichtung mit den Walzen zwecks Abschlüsse? der Plenumkammer verbunden. Auch hier können Gaseinschlüsse nicht ordentlich entweichen. ^ elastic seal with the rollers for the purpose of closings? connected to the plenum chamber. Here, too, gas inclusions cannot properly escape.

Durch die an dem Berührungspunkt der Düse mit den Walzen entstehenden Wärmeverluste tritt außerdemThe heat losses occurring at the point of contact between the nozzle and the rollers also occur

!" leicht eine örtliche, vorzeitige Erstarrung der Schmelze ein, die den weiteren Materialfluß blockiert. Dies ist selbst dann der Fall, wenn eine Keramikdüse verwendet wird. Außerdem führt der Düsenkontakt mit den Walzenflächen leicht zu einer Beschädigung der auf den! "easy local, premature solidification of the melt one that blocks the further flow of material. This is the case even when a ceramic nozzle is used will. In addition, the nozzle contact with the roller surfaces easily leads to damage on the

Γ) Walzen vorgesehenen Oxydschutzschicht. An den beschädigten Stellen setzt sich sodann leicht Schmelzmasse fes!, so daß der Strang u. U. sogar an der Walzenfläche festgeschweißt wird. Unerwünscht sind ferner die vermutlich durch Schmelzmassenpulsationen entstehenden Quer- oder Kretizbanderscheinungen auf dem Strang, insbesondere auf Blechen. Vor der Anodisierung muß das Blech sodann nochmals gewalzt werden, um die Kreuzbänder, Querrippen und dergleichen glatt zu walzen.Γ) Rollers provided protective oxide layer. To the Damaged areas then easily settles in the enamel, so that the strand may even stick to the Roll surface is welded. Furthermore, those presumably caused by melt mass pulsations are undesirable resulting transverse or Kretizband appearances on the strand, especially on sheet metal. Before the Anodizing, the sheet must then be rolled again, around the cruciate ligaments, transverse ribs and the like to roll smooth.

Eine zur Senkrechten geneigte Walzenanordnung sieht auch die Stranggießvorrichtung der US-PS 26 93 012 vor, wobei der Neigungswinkel der in einer gemeinsamen Ebene liegenden Walzenachsen wenigstens 20° zur Senkrechten betragen soll, ein Horizontal-A roll arrangement inclined to the vertical is also seen in the continuous casting apparatus of US Pat 26 93 012, the angle of inclination of the roller axes lying in a common plane at least Should be 20 ° to the vertical, a horizontal

v) guß also ausgeschlossen ist. Erhebliche Nachteile entstehen auch durch Art und Stelle der Verfestigung und Erstarrung der Schmelzmasse beim Duichgang durch den Walzenspalt. Kurz vor Eintritt in den Walzspalt soll der Strang eine Kruste aufweisen, v) casting is therefore excluded. Considerable disadvantages also arise from the type and location of the solidification and solidification of the molten mass when passing through the roller gap. Shortly before entering the roll gap, the strand should have a crust,

Yi während er im Inneren nur teilweise erstarrt ist. Damit werden einerseits noch bestehende Gaseinschlüsse eingefangen, gleichzeitig aber die vergütende Walzeneinwirkung nahezu ausgeschlossen. Besonders gravierend ist die Gefahr des Anhaftens dieser teilweise Yi while he is only partially frozen inside. In this way, on the one hand, existing gas inclusions are trapped, but at the same time the effect of the roller coating is almost impossible. The risk of these sticking is particularly serious in some cases

W) erstarrten Schmelze an den Walzenflächen, das ein umständliches Abstreifen von den Walzen erforderlich macht, wobei die Walzenflächen leicht beschädigt werden können und darüber hinaus Oberflächenfehler im Strang entstehen können.W) solidified melt on the roll surfaces, which requires laborious stripping from the rolls makes, whereby the roller surfaces can be easily damaged and, moreover, surface defects can arise in the strand.

bi Die Erfindung hat eine Anordnung zum horizontalen Stranggießen und gleichzeitigem Verformen von Metall sowie deren Betriebsweise zur Aufgabe, welche durch gründliche Entgasung und unter Vermeidung vonbi The invention has an arrangement for the horizontal Continuous casting and simultaneous deformation of metal and their mode of operation to the task, which by thorough degassing and avoiding

Anhaftung von Schmelzgut an den Walzen Werkstücke erheblich verbesserter Qualität erzeugt. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung zum horizontalen Stranggießen von Metall mit in Abstand der Strangstärke zueinander angeordneten, den S'rang verformenden Walzen, wobei in Gießrichtung vor den Walzen eine Düse für die Schmelzzufuhr angeordnet ist, deren Außenfläche den gegenüberliegenden WalzenPächen formentsprechend gekrümmt sind und wobei die Länge dieser Düsenaußenflächen erheblich größer als der Abstand dieser Außenfläche zu den jeweils benachbarten Walzenflächen ist, dadurch, daß die Verbindungslinie beider Walzenmittelpunkte zur Senkrechten einen Winkel von 0—15° bildet, daß die Außenfläche der Düse in einem 0,17 bis 1 mm betragenden Abstand zu jeweils benachbarten Walzenflächen angeordnet sind und daß die Walzen gekühlt sind.Adhesion of melt material on the rollers produces workpieces of significantly improved quality. Is resolved this task by an arrangement for the horizontal continuous casting of metal with a spacing of the strand thickness arranged to one another, deforming the S'rang Rolls, with a nozzle for the melt supply being arranged in front of the rolls in the casting direction, their Outer surface of the opposite roller surfaces are curved in accordance with the shape and with the length these nozzle outer surfaces are considerably larger than the distance between this outer surface and the neighboring ones Roll surfaces is, in that the connecting line of the two roll centers to the vertical one Angle of 0-15 ° forms that the outer surface of the nozzle at a distance of 0.17 to 1 mm from each other adjacent roller surfaces are arranged and that the rollers are cooled.

Nach der Betriebsweise dieser Anordnung erfolgt die Kühlmittelführung in den Walzen derart, daß die Schmelze an einer Stelle vor der Verbindungslinie der Walzenmittelpunkte vollständig erstarrt ist, an der der Walzenabstand 12—50% größer ist als am Punkt der Verbindungslinien.After the mode of operation of this arrangement, the coolant is guided in the rollers in such a way that the Melt has completely solidified at a point in front of the connecting line of the roll centers, at which the The distance between the rollers is 12-50% larger than at the point of the connecting lines.

Durch diese Lösungsvorschläge wird erreicht, daß einerseits Gase aus der Schmelze beim Abkühlen, aber vor Erstarrung der Schmelze aus der Pleni. nkammer heraus entweichen können, andererseits aber eine vollständige Erstarrung beim Durchgang durch den Walzspalt gegeben ist, so daß Anhaftungen an den Walzenflächen und Oberflächenfehler des Metall-Strangs weitgehend ausgeschlossen werden, und durch die Walzen geformte und vergütete Stränge verbesserter Beschaffenheit und Qualität erhalten werden.Through these proposed solutions it is achieved that on the one hand gases from the melt during cooling, but before solidification of the melt from the plenary. chamber can escape out, but on the other hand complete solidification when passing through the Roll gap is given, so that buildup on the roll surfaces and surface defects of the metal strand are largely excluded, and strands formed and tempered by the rollers are improved Texture and quality are preserved.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

Fig. 1 die Stranggießanordnung der Erfindung im Querschnitt, mit den beiden Walzen, der Düse und der Schmelzgutzufuhr;Fig. 1 shows the continuous casting arrangement of the invention in cross section, with the two rollers, the nozzle and the Melt supply;

Fig. 2 zeigt als Einzelheit die den benachbarten Walzenflächen entsprechend gekrümmten Düsenflächen. Fig. 2 shows as a detail the nozzle surfaces which are curved corresponding to the adjacent roller surfaces.

Aus einem Schmelzbehälter 51 wird Schmelze nach Bedarf nach Abkühlung des Metalls auf eine etwas über dem Schmelzpunkt liegende Temperatur über eine umkleidete Tragleitung 24 in einen durch die flachen, parallelen Wandstücke 14, 15 der Düsen 35, 36 und Wandteile aus feuerfestem Material bestehender, durch die Stützglieder 39 in Lage gehaltener Endstücke gebildeten Kanal 13 geleitet Der obere Düsenteil 35 liegt etwas unter dem Badspiegel. Der Kanal 13 erstreckt sich günstigerweise über die gesamte Länge der beiden gekühlten Walzen R, deren durch ihre Mittelpunkte gehende Verbindungslinie »b« zur Senkrechten einen Winkel von höchstens !5° bildet, so daß ein im wesentlichen horizontaler Strangguß gewährleistet ist. Die konkaven, einander komplementärenFrom a melting container 51, after the metal has been cooled to a temperature slightly above the melting point, melt is transferred via a sheathed support line 24 into one consisting of the flat, parallel wall pieces 14, 15 of the nozzles 35, 36 and wall parts made of refractory material, through which Support members 39 guided in the position of end pieces formed channel 13. The upper nozzle part 35 is slightly below the bath level. The channel 13 expediently extends over the entire length of the two cooled rolls R, the connecting line "b" of which through their center points forms an angle of at most! 5 ° to the vertical, so that an essentially horizontal continuous casting is ensured. The concave ones, complementary to each other

in Außenflächen der Düsen 35, 36 entsprechen der Oberfläche der Walze 20 und haben eine Länge, die erheblich größer als ihr Abstand zu den jeweiligen Düsenaußenflächen ist. Die Düse 40 führt bis zu einer, in Durchgangsrichtung des Strangs gesehen vor derin outer surfaces of the nozzles 35, 36 correspond to the surface of the roller 20 and have a length that is considerably greater than their distance from the respective outer nozzle surfaces. The nozzle 40 leads up to one in Direction of passage of the strand seen before

ti Verbindungslinie »b«,befindlichen Ebene »a«. ti connecting line "b", located level "a".

Wesentlich ist ferner ein Abstand der Außenfläche der Düsen 35, 36 von den jeweils benachbarten Walzenflächen, der 0,17 — 1 mm betragen soll.
Zur weiteren Vermeidung von Pulsationserscheinun-Furthermore, a distance between the outer surface of the nozzles 35, 36 and the respective adjacent roller surfaces, which should be 0.17-1 mm, is essential.
To further avoid pulsation

2« gen der Schmelzmasse und Streifenbildungen kann es ferner günstig sein, die obere Düsenlippe zur unteren Düsenlippe in Durchgangsrichtung gesehen in an sich bekannter Weise nach hinten versetzt anzuordnen (vgl. Herrmann, Handbuch des Stranggießens, S. 29, Bild 63),It can affect the enamel mass and form stripes also be favorable, the upper nozzle lip to the lower nozzle lip seen in the direction of passage in per se to be arranged offset to the rear as is known (see Herrmann, Handbuch des Stranggießens, p. 29, Fig. 63),

>> und zwar z. B. um 0,8—6,5 mm (optimal 1,5 mm).>> namely z. B. by 0.8-6.5 mm (optimally 1.5 mm).

Im weiteren Betrieb der Anordnung werden die Kühlmittel in den Walzen so geführt, daß die Schmelze an einer Stelle vor der Verbindungslinie »b« der Walzenmittelpunkte vollständig erstarrt ist, an der derIn the further operation of the arrangement, the coolants in the rolls are guided in such a way that the melt has completely solidified at a point in front of the connecting line "b" of the roll centers, at which the

«ι Walzenabstand 12—50% größer ist als am Punkt der Verbindungslinie.«Ι roller spacing is 12-50% greater than at the point of Connecting line.

Durch die Anordnung und Betriebsweise kann die Dicke des vollständig erstarrten Metalls um 15—50% herabgesetzt werden. Die Walzstärke (d. i. die prozen-Due to the arrangement and mode of operation, the thickness of the fully solidified metal can be increased by 15-50% be reduced. The rolling thickness (i.e. the percentage

ti tuale Stärkenabnahme des Gußstücks) wird in erster Linie durch die Kühlkapazität der Walzen und den Abstand zwischen der Düsenöffnung 40 und der Stelle des geringsten Walzenabstands, d. i. dem senkrechten Abstand der Ebenen »a« und »b« bestimmt. Beitual decrease in thickness of the casting) is primarily determined by the cooling capacity of the rollers and the distance between the nozzle opening 40 and the point of the smallest roller distance, ie the vertical distance between planes "a" and "b" . at

4i) gegebenen Walzendurchmessern und Kühlkapazitäten wird die Walzstärke durch Abstandsänderung dar Düse und Geschwindigkeitsänderung der Walzen eingestellt. Bei Metallen mit eng begrenztem Schmelzbereirh ist aber eine genauere Kontrolle von Kühl- und Walzenge-4i) given roll diameters and cooling capacities the roll thickness is adjusted by changing the distance between the nozzle and changing the speed of the rolls. In the case of metals with a narrowly limited melting range, however, a more precise control of the cooling and roller

•r> schwindigkeit erforderlich.• r> speed required.

Hiereu 2 Blatt ZeichnungenHere are 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

! Arrangement for the horizontal continuous casting of metal with a spacing of the strand thickness from one another arranged, the strand deforming rollers, wherein in the casting direction in front of the rollers a nozzle for the melt supply is arranged, the outer surface of which corresponds to the opposite roll surfaces are curved and the length of these outer nozzle surfaces is considerably greater than that The distance between this outer surface and the respective adjacent roller surfaces is characterized in that the line connecting the two Roll centers to the vertical forms an angle of 0-15 degrees that the outer surface of the Nozzle (35, 36) at a distance of 0.17 to 1 mm from the respective adjacent roller surface are arranged and that the rollers are cooled.

2. Mode of operation for the arrangement according to claim I, characterized in that the coolant duct takes place in the rolls in such a way that the melt is at a point in front of the connecting line of the roll centers is completely solidified, at which the roller spacing is 12 to 50% greater than at the point of Connecting lines is.