DE19637402A1 - Bandgießen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Gießen von Metallband. Sie ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf das Gießen von Eisenmetallband anwendbar.

Bekannt ist, Metallband durch Stranggießen in einer Dop­ pelwalzen-Gießmaschine zu gießen. Schmelzflüssiges Metall wird zwischen ein Paar gegenläufig rotierende horizontale Gießwalzen eingeleitet, die so gekühlt werden, daß die Me­ tallschalen an den sich bewegenden Walzenflächen erstarren und am Spalt zwischen ihnen zusammengeführt werden, um ein erstarrtes Banderzeugnis herzustellen, das nach unten aus dem Spalt zwischen den Walzen abgeführt wird. Der Begriff "Spalt" soll in seiner Verwendung hierin den allgemeinen Bereich be­ zeichnen, in dem die Walzen einander am nächsten sind. Das schmelzflüssige Metall kann aus einer Pfanne in ein kleineres Gefäß gegossen werden, aus dem es durch eine über dem Spalt liegende Metallausflußdüse so fließt, daß es in den Spalt zwischen den Walzen geleitet wird, um so ein Gießbad aus schmelzflüssigem Metall zu bilden, das auf den Gießflächen der Walzen unmittelbar über dem Spalt gehalten wird. Dieses Gießbad kann zwischen Seitenplatten oder -dämmen eingeschlos­ sen sein, die in Gleiteingriff mit den Enden der Walzen ge­ halten werden.

Obwohl Doppelwalzengießen mit einigem Erfolg auf Nicht­ eisenmetalle angewendet wurde, die beim Abkühlen schnell er­ starren, gab es Probleme bei der Anwendung der Technik auf das Gießen von Eisenmetallen, die hohe Erstarrungstemperatu­ ren haben und leicht Fehler erzeugen, die durch ungleichmäßi­ ge Erstarrung an den gekühlten Gießflächen der Walzen verur­ sacht werden. Daher galt der Gestaltung von Metallausflußdü­ sen große Aufmerksamkeit mit dem Ziel, einen ungestörten gleichmäßigen Metallfluß zum Gießbad und in ihm zu erzeugen.

Die US-A-5178205 und 5238050 offenbaren beide Anordnungen, bei denen die Ausflußdüse bis unter die Gießbadoberfläche verläuft und eine Einrichtung zur Verringerung der kineti­ schen Energie des schmelzflüssigen Metalls aufweist, das nach unten durch die Düse zu einem Schlitzauslaß am eingetauchten unteren Düsenende fließt. In der Anordnung gemäß der Offenba­ rung in der US-A-5178025 wird die kinetische Energie durch einen Flußdiffusor mit mehreren Flußdurchgängen und einer über dem Verteiler befindlichen Ablenkplatte verringert. Un­ terhalb des Diffusors tritt das schmelzflüssige Metall lang­ sam und gleichmäßig durch den Auslaßschlitz in das Gießbad mit minimaler Behinderung aus. In der Anordnung gemäß der Of­ fenbarung in der US-A-5238050 können schmelzflüssige Metall­ ströme herabfallen, um auf eine schräge Seitenwandfläche der Düse in einem spitzen Aufprallwinkel so aufzuprallen, daß das Metall an der Seitenwandfläche haftet, um ein fließendes Blech zu bilden, das zu einem Ausflußdurchgang gelenkt wird. Wiederum besteht das Ziel darin, einen sich langsam bewegen­ den gleichmäßigen Fluß aus der Unterseite der Ausflußdüse zu erzeugen, um das Gießbad minimal zu stören.

Die JP-A-5-70537 der Firma Nippon Steel Corporation of­ fenbart ebenfalls eine Ausflußdüse mit dem Ziel, einen sich langsam bewegenden gleichmäßigen Metallfluß in das Gießbad zu erzeugen. Die Düse ist mit einem porösen Ablenkblech/Diffusor versehen, um dem abwärts fließenden schmelzflüssigen Metall kinetische Energie zu entziehen, das anschließend in das Gießbad durch eine Reihe von Öffnungen in den Seitenwänden der Düse fließt. Die Öffnungen sind so abgewinkelt, daß sie das einfließende Metall an den Gießflächen der Walzen entlang längs des Spalts leiten. Insbesondere leiten die Öffnungen auf einer Düsenseite das einfließende Metall längs des Spalts in eine Richtung, und die Öffnungen auf der anderen Seite lenken das einfließende Metall in die andere Längsrichtung mit der Absicht, einen ungestörten gleichmäßigen Fluß an den Gießflächen entlang mit minimaler Störung der Badoberfläche zu erzeugen.

Es wurde festgestellt, daß eine Hauptursache für Fehler die vorzeitige Erstarrung von schmelzflüssigem Metall in Bereichen ist, in denen die Badoberfläche auf die Gießflächen der Walzen trifft und die allgemein als Gießspiegel bzw. "Meniskus" oder "Meniskusbe­ reiche" des Bads bekannt sind. In jedem dieser Bereiche fließt das schmelzflüssige Metall zur benachbarten Gießflä­ che, und bei auftretender Erstarrung, bevor das Metall eine gleichmäßige Berührung mit der Walzenfläche hergestellt hat, erzeugt es leicht eine unregelmäßige anfängliche Wärmeüber­ tragung zwischen Walze und Schale, was zur Bildung von Ober­ flächenfehlern führt, z. B. Senkungen, Riffelmarken, Kalt­ schweißen oder Rissen.

Frühere Versuche zur Erzeugung eines sehr gleichmäßigen schmelzflüssigen Metallflusses in das Bad verschärften das Problem vorzeitiger Erstarrung in gewissem Maß durch Weglei­ ten des eintreffenden Metalls von den Bereichen, in denen das Metall zuerst erstarrt, um die Schalenflächen zu bilden, die schließlich zu den Außenflächen des resultierenden Bands wer­ den. Dadurch ist die Metalltemperatur im Oberflächenbereich des Gießbads zwischen den Walzen wesentlich niedriger als die des eintreffenden Metalls. Wird die Temperatur des schmelzflüssi­ gen Metalls an der Badoberfläche im Bereich des Meniskus zu gering, treten sehr leicht Risse und "Meniskusmarken" auf (Marken auf dem Band, die durch den erstarrenden Meniskus verursacht werden, während der Badspiegel ungleichmäßig ist). Eine Möglichkeit, diesem Problem entgegenzutreten, war der Einsatz starker Überhitzungswärme im eintreffenden Metall, so daß es im Gießbad abkühlen kann, ohne Erstarrungstemperaturen zu erreichen, bevor es die Walzengießflächen erreicht. In letzter Zeit wurde jedoch erkannt, daß gegen das Problem wirksamer durch Schritte vorgegangen werden kann, die gewähr­ leisten, daß das eintreffende schmelzflüssige Metall durch die Düse relativ schnell direkt in die Meniskusbereiche des Gießbads abgegeben wird. Dadurch wird die Tendenz zur vorzei­ tigen Erstarrung des Metalls minimiert, bevor es die Gießwal­ zenflächen berührt. Festgestellt wurde, daß dies eine weit wirksamere Möglichkeit zur Vermeidung von Oberflächenfehlern ist, als einen absolut stetigen Fluß im Bad vorzusehen, und daß ein bestimmter Schwankungsgrad der Badoberfläche tole­ riert werden kann, da das Metall nicht vor Berühren der Wal­ zenfläche erstarrt. Ein Beispiel für diesen Ansatz findet sich in der JP-A-64-5650 der Firma Nippon Steel Corporation.

Obwohl durch das Leiten von schmelzflüssigem Metall aus der Ausflußdüse direkt zu den Meniskusbereichen des Gießbads schmelzflüssiges Metall gegossen werden kann, das mit relativ geringer Überhitzungswärme zugeführt wird, ohne daß sich Oberflächenrisse bilden, können Probleme infolge der Bildung von festen, als "Schlackenresten" bekannten Metallstücken in der Umgebung der das Bad einschließenden Seitenplatten oder -dämme entstehen. Verschärft werden diese Probleme durch ver­ ringerte Überhitzungswärme des eintreffenden schmelzflüssigen Metalls. Die Wärmeverlustrate aus dem Schmelzbad ist nahe den Seitendämmen am größten, vorwiegend infolge zusätzlicher Wär­ meleitung durch die Seitendämme zu den Walzenenden. Diese ho­ he lokale Wärmeverlustrate spiegelt sich in der Tendenz zur Bildung von "Schlackenresten" aus festem Metall in diesem Be­ reich wider, die auf eine beträchtliche Größe anwachsen und zwischen die Walzen fallen können und so Fehler im Band ver­ ursachen. Da die Nettowärmeverlustrate nahe den Seitendämmen höher ist, muß die Wärmezufuhrrate zu diesen Bereichen erhöht werden, sollen Schlackenreste verhindert werden. Bekannt sind Vorschläge, einen erhöhten Metallfluß zu diesen "Tripel­ punkt"-Bereichen durch Ausbilden von Gängen im oberen Teil einer Ausflußdüse vorzusehen, die einen separaten Metallfluß aus der Zwischenpfanne aufnehmen, was z. B. in der Ausfluß­ düse gemäß der Offenbarung in der erteilten US-A- 5221511 der Fall ist. Hierbei sind jedoch die Ausbildung kom­ plizierter Durchgänge und eine starke Überhitzungswärme des schmelzflüssigen Metalls aufgrund der Metallabkühlung in den Gängen erforderlich. Mit der vorliegenden Erfindung läßt sich die notwendige Erhöhung der Nettowärmezufuhr einfach dadurch erreichen, daß die schmelzflüssige Metallzufuhr zu den Endbe­ reichen der Walze durch einen schmelzflüssigen Metallfluß durch Auslässe erhöht wird, die in den beiden Düsenenden ge­ bildet sind.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Gießen von Metall­ band mit den folgenden Schritten vorgesehen:
Einleiten von schmelzflüssigem Metall zwischen ein Paar gekühlte Gießwalzen über eine längliche Metallausflußdüse, die zwischen den Walzen oberhalb des Spalts angeordnet ist und an ihm entlang verläuft, um ein Gießbad aus schmelzflüs­ sigem Metall zu bilden, das oberhalb des Spalts gehalten wird und an den Enden des Spalts durch badeinschließende Endver­ schlüsse eingeschlossen ist, und
Drehen der Walzen, um ein erstarrtes Band zu gießen, das nach unten aus dem Spalt abgegeben wird;
wobei die Unterseite des Düsentrogs geschlossen ist und schmelzflüssiges Metall veranlaßt wird, aus dem Trog in das Gießbad durch Seitenöffnungen in den Längsseitenwänden und Endöffnungen in den beiden Endwänden des Trogs zu fließen, so daß schmelzflüssiges Metall, das die Gießflächen der Walzen in der Umgebung der Walzenenden berührt, aus den Endöffnungen in den Endwänden des Trogs zugeführt wird.

Vorzugsweise fließt das schmelzflüssige Metall aus der Düse durch die Seitenwandöffnungen in gegenläufig gerichteten Strahlströmen, die rechtwinklig nach außen von der länglichen Ausflußdüse gerichtet sind, um direkt auf die Gießflächen der Walzen in der Umgebung der Gießbadoberfläche über insgesamt einen Hauptteil der Länge der Düse aufzuprallen, der zwischen den Endbereichen der Gießflächen verläuft, denen schmelzflüs­ siges Metall aus den Endöffnungen der Düse zugeführt wird.

Vorzugsweise haben ferner die Längsseitenwandöffnungen die Form längs beabstandeter Öffnungen, die in jeder der Längsseitenwände der Düse gebildet sind.

Vorzugsweise sind die Seitenwandöffnungen ferner kreis­ förmige Löcher.

Vorzugsweise wird den Gießwalzenflächen schmelzflüssiges Metall aus den Düsenendöffnungen über eine Entfernung von mindestens 130 mm von den Walzenenden zugeführt. Insbesondere ist bevorzugt, daß die Entfernung im Bereich von 140 bis 150 mm liegt, und für optimale Ergebnisse sollte diese Ent­ fernung etwa 145 mm betragen.

Vorzugsweise weisen die Badendverschlüsse ein Paar feu­ erfeste Platten auf, die die Enden des Gießbads eindämmen, und jede Endwand des Ausflußdüsentrogs ist von der benachbar­ ten Verschlußplatte höchstens 20 mm beabstandet. Bevorzugt ist, daß der Abstand zwischen den Düsenendwänden und den bad­ einschließenden Platten in der Größenordnung von 10 mm wäh­ rend des schmelzflüssigem Metallflusses aus den Endöffnungen der Ausflußdüse liegt.

Die Endöffnungen der Ausflußdüse können eine solche Größe haben, daß sie dem Ausfluß von schmelzflüssigem Metall durch sie einen vernachlässigbaren Widerstand entgegensetzen. Beispielsweise können sie in der Größenordnung von 90 mm Breite und 35 mm Höhe liegen.

Dem Trog der Ausflußdüse kann schmelzflüssiges Metall in einer Reihe einzelner freifallender Ströme zugeführt werden, die längs des Trogs beabstandet sind, oder in einem freifal­ lenden kontinuierlichen Vorhangstrom, der den Trog entlang verläuft. In jedem Fall kann das schmelzflüssige Metall di­ rekt in den Trog fallen, um ein Reservoir zu bilden und um innerhalb des Reservoirs ohne Behinderung zu den Seitenöff­ nungen und Endöffnungen der Düse zu fließen. Alternativ könn­ te schmelzflüssiges Metall in den Trog der Ausflußdüse mit­ tels einer eingetauchten Einlaufdüse zugeführt werden.

Außerdem sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen von Metallband vor, die aufweist: ein Paar parallele Gießwal­ zen, die einen Spalt zwischen sich bilden, eine längliche Me­ tallausflußdüse, die oberhalb des Spalts angeordnet ist und an ihm entlang zwischen den Gießwalzen verläuft, zum Abgeben von schmelzflüssigem Metall in den Spalt und einen Verteiler, der oberhalb der Ausflußdüse angeordnet ist, zum Zuführen von schmelzflüssigem Metall zur Ausflußdüse, wobei die Metallaus­ flußdüse einen nach oben öffnenden länglichen Einlaßtrog auf­ weist, der längs des Spalts verläuft, um schmelzflüssiges Me­ tall aus dem Verteiler aufzunehmen, die Unterseite des Trogs geschlossen ist, und die Ausflußdüse mit Seitenöffnungen in den Längsseitenwänden des Trogs und Endöffnungen in den bei­ den Endwänden des Trogs zum schmelzflüssigen Metallfluß nach außen aus den Seiten und aus den Enden der Düse versehen ist.

Ferner sieht die Erfindung eine feuerfeste Düse zum Ab­ geben von schmelzflüssigem Metall in ein Gießbad einer Dop­ pelwalzen-Gießmaschine vor, wobei die Düse einen länglichen, oben offenen Trog aufweist, um schmelzflüssiges Metall auf zu­ nehmen, und ein Paar Längsseitenwände, ein Paar Endwände und einen Boden hat, der die Unterseite des Trogs verschließt, wobei die Seitenwände mit Seitenöffnungen versehen sind und die Endwände mit Endöffnungen versehen sind, damit schmelz­ flüssiges Metall aus dem Trog nach außen aus den Seiten und aus den Enden der Düse fließt.

Zur deutlicheren Erläuterung der Erfindung wird im fol­ genden ein spezielles Verfahren und eine spezielle Vorrich­ tung näher anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Doppelwalzen-Bandstranggießmaschine, die er­ findungsgemäß aufgebaut ist und arbeitet;

Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch wichtige Kom­ ponenten der Gießmaschine von Fig. 1 mit einer erfindungsge­ mäß aufgebauten Metallausflußdüse;

Fig. 3 einen weiteren senkrechten Querschnitt durch wichtige Komponenten der Gießmaschine quer zum Schnitt von Fig. 2;

Fig. 4 einen vergrößerten seitlich verlaufenden Quer­ schnitt durch die Metallausflußdüse und benachbarte Teile der Gießwalzen;

Fig. 5 einen Seitenaufriß der Metallausflußdüse;

Fig. 6 eine teilweise Draufsicht an der Linie 6-6 von Fig. 3; und

Fig. 7 eine Perspektivansicht der Ausflußdüse.

Die veranschaulichte Gießmaschine weist einen Hauptma­ schinenrahmen 11 auf, der vom Fabrikfußboden 12 nach oben steht. Der Rahmen 11 stützt einen Gießwalzenwagen 13, der ho­ rizontal zwischen einer Montagestation 14 und einer Gießsta­ tion 15 beweglich ist. Der Wagen 13 trägt ein Paar parallele Gießwalzen 16, denen schmelzflüssiges Metall während eines Gießvorgangs aus einer Pfanne 17 über einen Verteiler 18 und eine Ausflußdüse 19 zugeführt wird. Die Gießwalzen 16 sind wassergekühlt, so daß Schalen an den sich bewegenden Walzen­ flächen erstarren und am Spalt zwischen ihnen zusammengeführt werden, um ein erstarrtes Banderzeugnis 20 am Spaltauslaß herzustellen. Dieses Erzeugnis wird zu einer normalen Haspel 21 geführt und kann anschließend zu einer zweiten Haspel 22 überführt werden. Ein Aufnahmebehälter 23 ist am Maschinen­ rahmen neben der Gießstation befestigt, und schmelzflüssiges Metall kann in diesen Aufnahmebehälter über einen Überlauf­ ausguß 24 am Verteiler abgeleitet werden.

Der Walzenwagen 13 weist einen Wagenrahmen 31 auf, der durch Räder 32 auf Schienen 33 angeordnet ist, die an einem Teil des Hauptmaschinenrahmens 11 entlang verlaufen, wodurch der Walzenwagen 13 insgesamt zur Bewegung auf den Schienen 33 angeordnet ist. Der Wagenrahmen 31 trägt ein Paar Walzenwie­ gen 34, in denen die Walzen 16 drehbar angeordnet sind. Der Wagen 13 ist auf den Schienen 33 durch Betätigung einer dop­ peltwirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 39 beweg­ lich, die zwischen einer Antriebsklammer 40 am Walzenwagen und dem Hauptmaschinenrahmen verbunden ist, um so betätigt werden zu können, daß sie den Walzenwagen zwischen der Monta­ gestation 14 und der Gießstation 15 und umgekehrt bewegt.

Die Gießwalzen 16 werden gegenläufig über Antriebswellen 41 durch einen Elektromotor und ein Vorgelege in Drehung ver­ setzt, die am Wagenrahmen 31 befestigt sind. Die Walzen 16 haben Kupferumfangswände, die mit einer Reihe von längs ver­ laufenden und über den Umfang beabstandeten Wasserkühldurch­ gängen ausgebildet sind, denen Kühlwasser durch die Walzenen­ den aus Wasserzufuhrkanälen in den Walzenantriebswellen 41 zugeführt wird, die mit Wasserzufuhrschläuchen 42 über Dreh­ stopfbuchsen 43 verbunden sind. Normalerweise können die Wal­ zen einen Durchmesser von etwa 500 mm und eine Länge von bis zu 2 m haben, um ein bis zu 2 m langes Banderzeugnis herzu­ stellen.

Die Pfanne 17 hat einen völlig herkömmlichen Aufbau und wird über ein Joch 45 an einem Deckenlaufkran gehalten, wo­ durch sie von einer Flüssigmetall-Aufnahmestation in ihre Po­ sition gebracht werden kann. Die Pfanne ist mit einer Stop­ fenstange 46 ausgerüstet, die durch einen Servozylinder betä­ tigt werden kann, damit schmelzflüssiges Metall aus der Pfan­ ne durch eine Auslaßdüse 47 und ein feuerfestes Leitrohr 48 in den Verteiler 18 fließen kann.

Der Verteiler 18 ist als breite Schale aus einem feuer­ festen Material ausgebildet, z. B. einem tonerdereichen Gieß­ material mit Opferauskleidung. Eine Seite des Verteilers nimmt schmelzflüssiges Metall aus der Pfanne auf und ist mit dem vorgenannten Überlauf 24 versehen. Die andere Seite des Verteilers ist mit einer Reihe längs beabstandeter Metallaus­ laßöffnungen 52 versehen. Der untere Teil des Verteilers trägt zum Befestigen des Verteilers am Walzenwagenrahmen 31 Befestigungsklammern 53, die mit Öffnungen zum Aufnehmen von Raststiften 54 am Wagenrahmen versehen sind, um den Verteiler genau in Stellung zu bringen.

Die Ausflußdüse 19 ist als länglicher Körper aus einem feuerfesten Material ausgebildet, z. B. aus Tonerdegraphit. Ihr unterer Teil ist verjüngt, um nach innen und unten so zu­ sammenzulaufen, daß er in den Spalt zwischen den Gießwalzen 16 vorragen kann. Eine Befestigungsklammer 60 ist vorgesehen, um die Düse am Walzenwagenrahmen zu halten, und der obere Teil der Düse ist mit nach außen vorragenden Seitenflanschen 55 ausgebildet, die auf der Befestigungsklammer zu liegen kommen.

Die Ausflußdüse 19 hat einen nach oben öffnenden Einlaß­ trog 61, um schmelzflüssiges Metall aufzunehmen, das nach un­ ten durch die Öffnungen 52 des Verteilers fließt. Der Trog 61 ist zwischen Düsenseitenwänden 62 und Endwänden 70 ausgebil­ det. Die Unterseite des Trogs ist durch einen horizontalen Unterboden 63 verschlossen. Die unteren Teile der Längssei­ tenwände 62 laufen nach unten zusammen und sind durch hori­ zontal beabstandete Öffnungen 64 in Form von kreisförmigen Löchern durchlocht, die horizontal durch die Seitenwände ver­ laufen. Die Endwände 70 der Ausflußdüse sind durch zwei große Endlöcher 71 durchlocht.

Schmelzflüssiges Metall fällt aus den Auslaßöffnungen 52 des Verteilers in einer Reihe freifallender vertikaler Ströme 65 herab, um ein Reservoir 66 aus schmelzflüssigem Metall im unteren Teil des Düsentrogs 61 zu bilden. Aus diesem Reser­ voir fließt schmelzflüssiges Metall durch die Seitenöffnungen 64 und die Endöffnungen 71 aus, um ein Gießbad 68 zu bilden, das über dem Spalt 69 zwischen den Gießwalzen 16 gehalten wird. Das Gießbad ist an den Enden der Walzen 16 durch ein Paar Seitenverschlußplatten 56 eingeschlossen, die gegen die Enden 57 der Walzen gehalten werden. Die Seitenverschlußplat­ ten 56 sind aus dauerhaftem feuerfesten Material hergestellt, z. B. aus Bornitrid. Sie sind in Plattenhaltern 82 befestigt, die durch Betätigung eines Paars hydraulischer Zylinderein­ heiten 83 beweglich sind, um die Seitenplatten in einen Ein­ griff mit den Enden der Gießwalzen zu bringen und Endver­ schlüsse für das Gießbad aus schmelzflüssigem Metall zu bil­ den.

Im Gießbetrieb wird der Metallfluß gesteuert, um das Gießbad auf einem solchen Pegel zu halten, daß das untere En­ de der Ausflußdüse 19 in das Gießbad eingetaucht ist und die zwei Reihen horizontal beabstandeter Seitenöffnungen unmit­ telbar unterhalb der Gießbadoberfläche angeordnet sind. Das schmelzflüssige Metall fließt durch die Öffnungen 64 in zwei seitlich nach außen gerichteten Strahlströmen in der allge­ meinen Umgebung der Gießbadoberfläche, um auf die Kühlflächen der Walzen in der unmittelbaren Umgebung der Badoberfläche aufzutreffen. Dadurch wird die Temperatur des schmelzflüssi­ gen Metalls maximiert, das zu den Meniskusbereichen des Bads geführt wird, wobei festgestellt wurde, daß dies wesentlich die Bildung von Rissen und Meniskusmarken auf der Schmelzban­ doberfläche verringert.

Erfindungsgemäß verlaufen die Seitenöffnungen 64 der Ausflußdüse nicht über die gesamte Länge der Ausflußdüse, und die äußeren Endteile 72 der Düsenseitenwände 62 sind nicht durchlocht. Dadurch wird gewährleistet, daß schmelzflüssiges Metall, das Endbereiche in der Umgebung der Walzenenden be­ rührt, aus den Endöffnungen 71 der Ausflußdüse und nicht aus den Seitenöffnungen 64 zugeführt wird. Die Düsenendöffnungen 71 sind so groß, daß dem schmelzflüssigen Metallfluß aus den Enden des Düsentrogs vernachlässigbarer Widerstand entgegen­ gesetzt wird, um so ein Überangebot der Metallzufuhr in den Gießbadbereich nahe der Seitendammverschlüsse vorzusehen, wo­ bei eine gewisse Menge dieses Metalls von den Enden der Gieß­ walzen an den Gießwalzenflächen entlang zurückfließen kann. Auf diese Weise erfolgt eine zügige Abgabe von überschüssigem schmelzflüssigen Metall zu den Endbereichen der Gießwalzen­ flächen, so daß dieses Metall an den Gießwalzenflächen mit minimalem Temperaturabfall eintrifft, um die Bildung von Schlackenresten zu verhindern oder etwaige tatsächlich gebil­ dete Schlackenreste zu schmelzen, bevor sie den Spalt zwi­ schen den Gießwalzen passieren können und Fehler verursachen.

In ihrer Wirkung kann die Ausflußdüse als Verteilrohr betrachtet werden, das schmelzflüssiges Metall den verschie­ denen Bereichen des Gießbads zuteilt. Der Metallfluß aus der Düse zu den Walzen entspricht der Massenerhaltung, d. h., je­ der Abschnitt der Walzen erhält ausreichend Metall, um das Band der gewünschten Dicke herzustellen. Hat die Düse einen vernachlässigbaren Flußwiderstand, nimmt das Metall den kürzesten Weg, was dazu führt, das kein überschüssiges Metall zu den Endbereichen der Gießflächen fließt. Läßt man einfach Metall aus dem Düsenende fließen, kommt es zu keinem zusätzlichen Metallfluß über den hinaus, der durch Erstarrung an den Walzenenden erforderlich ist. Da jedoch die Seitenöffnungen nicht bis zu den Düsenenden verlaufen, wird dem Fluß aus den Seitenöffnungen zu diesen Bereichen ein größerer Widerstand entgegengesetzt, was vorrangig einen Me­ tallfluß aus den Endöffnungen bewirkt, um den gewünschten Überschußfluß aus den Endöffnungen zu erzeugen. Dadurch kann ein Gießen mit schmelzflüssigem Metall erreicht werden, das mit geringen Überhitzungswärmemengen zugeführt wird, ohne daß sich Schlackenrestfehler oder Rißfehler bilden.

Die Länge der nicht durchlochten Endteile der Düsensei­ tenwände muß durch ein Gleichgewicht zwischen dem Einsetzen von Schlackenrestfehlern und dem Einsetzen von Rißfehlern be­ stimmt werden. Ist die Länge der Gießflächen, die von den Endöffnungen 71 beliefert werden, zu lang, kann das die In­ nenteile dieser Bereiche erreichende schmelzflüssige Metall ausreichend abkühlen, um Rißfehler zu bilden. Ist dagegen die Entfernung zu kurz, erhalten die äußeren Endbereiche keinen ausreichenden Fluß aus den Endöffnungen, und es kommt zu Schlackenrestfehlern. Folglich muß ein Gleichgewicht zwischen dem Einsetzen von Schlackenrestfehlern und Rißfehlern herge­ stellt werden, die beide mit dem Überhitzungsgrad des ankom­ menden schmelzflüssigen Metalls zusammenhängen. In der Praxis wurde festgestellt, daß die nicht durchlochten Endteile der Düse mindestens 130 mm lang sein sollten, vorzugsweise im Längenbereich von 140 mm bis 150 mm. 145 mm sind eine Opti­ mallänge. Bei dieser Entfernung wurde festgestellt, daß die Vorrichtung mit geringen Überhitzungswärmemengen in der Grö­ ßenordnung von 1580°C betrieben werden kann, ohne daß es zur Schlackenrestbildung und zu Oberflächenrissen kommt, wenn­ gleich dies nahe an der größtmöglichen Entfernung liegt, be­ vor Oberflächenrisse einsetzen.

In einer typischen Düse können die Seitenöffnungen Lö­ cher mit 15 mm Durchmesser sein, die in Abständen von 40 mm angeordnet sind. Die Endlöcher 71 sollten groß genug sein, um dem schmelzflüssigen Metallfluß unwesentlichen Widerstand entgegenzusetzen, ansonsten aber ist ihre Größe nicht kri­ tisch. Normalerweise können diese Löcher 90 mm breit und 35 mm tief sein.

Zur Gewährleistung eines ausreichenden schmelzflüssigen Metallflusses aus den Endlöchern 71 zu den Endbereichen der Gießwalzenflächen ist es wichtig, daß sich die Düsenendwände recht nahe an den badeinschließenden Seitendammplatten 56 be­ finden. Insbesondere sollte die Entfernung zwischen den Dü­ senendwänden und den Seitendammplatten während des Vorrich­ tungsbetriebs höchstens 20 mm betragen. Normalerweise kann die Lücke zwischen den Düsenendwänden und den Seitendammplat­ ten 15 mm betragen, wenn die Vorrichtung in kaltem Zustand ist, wobei sich dies jedoch auf 10 mm verringert, wenn die feuerfesten Materialien erwärmt sind und die Vorrichtung in Betrieb ist.

Eine typische Ausflußdüse zur Verwendung mit 800 mm lan­ gen Gießwalzen kann 770 mm lang sein und eine 60 mm breite Trogöffnung haben. Die Trogseitenwände können jeweils drei­ zehn Löcher mit 15 mm Durchmesser haben, die in Abständen von 40 mm angeordnet sind.

Durch die veranschaulichte Vorrichtung kann eine schnel­ le Abgabe von schmelzflüssigem Metall zu den Meniskusberei­ chen des Bads und außerdem zu den Tripelpunktbereichen am Badende ohne die komplizierten Gießsysteme bisheriger Vor­ schläge zum Tripelpunkt-Gießen erfolgen. Damit kann bei ge­ ringer Überhitzung mit einem einfachen Metallzufuhrsystem ge­ gossen werden. Diese Vorrichtung soll jedoch nur als Beispiel dienen und könnte stark abgewandelt werden. Da das durch die Erfindung bereitgestellte Verfahren keinen sorgfältig ausge­ arbeiteten Metallverteiler erfordert, könnte das schmelzflüs­ sige Metall zum Trog der Ausflußdüse mittels einer einge­ tauchten Einlaufdüse zugeführt werden. In diesem Fall könnte die eingetauchte Einlaufdüse schmelzflüssiges Metall in das Reservoir im Ausflußdüsentrog in zwei Strahlströmen führen, die längs des Trogs zu den beiden Endöffnungen 71 fließen. Dadurch könnte der Metallfluß zu den Endbereichen des Gieß­ bads verstärkt werden, und aufgrund des Strahleffekts könnte er den seitlichen Metallfluß nach außen durch Seitenöffnungen in den Endbereichen der Düse hemmen. Damit könnte der ge­ wünschte Metallfluß zu den Endbereichen der Gießflächen aus den Endöffnungen erreicht werden, obwohl Seitenöffnungen durch die Endbereiche der Düse vorgesehen sind. Insofern ist davon auszugehen, daß die Erfindung keinesfalls auf Einzel­ heiten der veranschaulichten Vorrichtung beschränkt ist und daß viele Abwandlungen und Varianten in ihren Schutzumfang fallen.

Claims (27)

1. Verfahren zum Gießen von Metallband mit den folgenden Schritten:
Einleiten von schmelzflüssigem Metall zwischen ein Paar gekühlte Gießwalzen (16) über eine längliche Metallaus­ flußdüse (19), die oberhalb des Spalts (69) zwischen den Walzen (16) angeordnet ist und an ihm entlang verläuft, um ein Gießbad (68) aus schmelzflüssigem Metall zu bil­ den, das oberhalb des Spalts (69) gehalten wird und an den Enden des Spalts durch badeinschließende Endver­ schlüsse (56) eingeschlossen ist, und Drehen der Walzen (16), um ein erstarrtes Band (20) zu gießen, das nach unten aus dem Spalt abgegeben wird; dadurch gekennzeich­ net, daß die Unterseite des Düsentrogs (61) durch einen Unterboden (63) geschlossen ist und schmelzflüssiges Metall veranlaßt wird, aus dem Trog (61) in das Gießbad (68) durch Seitenöffnungen (64) in den Längsseitenwänden (62) und Endöffnungen (71) in den beiden Endwänden (70) des Trogs zu fließen, so daß schmelzflüssiges Metall, das die Gießflächen der Walzen (16) in der Umgebung der Walzenenden (57) berührt, aus den Endöffnungen (71) in den Endwänden (70) des Trogs zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß das schmelzflüssige Metall aus der Düse (19) durch die Seitenwandöffnungen (64) in gegenläufig ge­ richteten Strahlströmen fließt, die rechtwinklig nach außen von der länglichen Ausflußdüse (19) gerichtet sind, um direkt auf die Gießflächen der Walzen (16) in der Umgebung der Gießbadoberfläche über insgesamt einen Hauptteil der Länge der Düse (19) aufzuprallen, der zwi­ schen den Endbereichen der Gießflächen verläuft, denen schmelzflüssiges Metall aus den Endöffnungen (71) der Düse zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß die Längsseitenwandöffnungen (64) die Form längs beabstandeter Öffnungen haben, die in jeder der Längsseitenwände (62) der Düse gebildet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwandöffnungen (64) kreisförmige Löcher sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner da­ durch gekennzeichnet, daß den Gießwalzenflächen schmelz­ flüssiges Metall aus den Düsenendöffnungen (64) über ei­ ne Entfernung von mindestens 130 mm von den Walzenenden (57) zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß die Entfernung in dem Bereich von 140 bis 150 mm liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner da­ durch gekennzeichnet, daß die Badendverschlüsse (56) ein Paar feuerfeste Platten aufweisen, die die Enden des Gießbads eindämmen, und jede Endwand (70) des Ausflußdü­ sentrogs (61) von der benachbarten Verschlußplatte (56) höchstens 20 mm beabstandet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand zwischen den Düsenendwänden (70) und den badeinschließenden Platten (56) in der Größen­ ordnung von 10 mm während des schmelzflüssigem Metall­ flusses aus den Endöffnungen (71) der Ausflußdüse (19) liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner da­ durch gekennzeichnet, daß die Endöffnungen (71) der Aus­ flußdüse (19) eine solche Größe haben, daß sie dem Aus­ fluß von schmelzflüssigem Metall durch sie einen ver­ nachlässigbaren Widerstand entgegensetzen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß die Endöffnungen etwa 90 mm breit und 35 mm hoch sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner da­ durch gekennzeichnet, daß dem Trog (61) der Ausflußdüse (19) schmelzflüssiges Metall in einem oder mehreren freifallenden Strömen (65) zugeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß das schmelzflüssige Metall direkt in den Trog (61) fällt, um ein Reservoir (66) zu bilden und um in­ nerhalb des Reservoirs ohne Behinderung zu den Seiten­ öffnungen (64) und Endöffnungen (71) der Düse (19) zu fließen.

13. Vorrichtung zum Gießen von Metallband mit einem Paar pa­ rallelen Gießwalzen (16), die einen Spalt (69) zwischen sich bilden, einer länglichen Metallausflußdüse (19), die oberhalb des Spalts (69) angeordnet ist und an ihm entlang zwischen den Gießwalzen (16) verläuft, zum Abge­ ben von schmelzflüssigem Metall in den Spalt (69) und einem Verteiler (18), der oberhalb der Ausflußdüse (19) angeordnet ist, zum Zuführen von schmelzflüssigem Metall zu der Ausflußdüse, wobei die Metallausflußdüse (19) ei­ nen nach oben öffnenden länglichen Einlaßtrog (61) auf­ weist, der längs des Spalts (69) verläuft, um schmelz­ flüssiges Metall aus von dem Verteiler (18) aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Trogs (61) durch einen Unterboden (63) geschlossen ist und die Ausflußdüse (19) mit Seitenöffnungen (64) in den Längsseitenwänden (62) des Trogs (61) sowie Endöffnungen (71) in den beiden Endwänden (70) des Trogs zum schmelzflüs­ sigen Metallfluß nach außen aus den Seiten und aus den Enden der Düse (19) versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenöffnungen (64) in den Längssei­ tenwänden (62) des Trogs (61) die Form längs beabstande­ ter Öffnungen haben, die in jeder der Längsseitenwände (62) der Düse gebildet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwandöffnungen (64) kreisförmige Löcher sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, ferner dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Seitenöffnungen (64) nicht über die gesamte Länge der Düse (19) verlaufen, sondern zwi­ schen nicht durchlochten Endbereichen (72) der Düse an­ geordnet sind, die mindestens 130 mm lang sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge jedes der nicht durchlochten Endbereiche (72) der Düse in dem Bereich von 140 bis 150 mm liegt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenendöffnungen (71) so groß sind, daß schmelzflüssigem Metallfluß aus den Enden der Düse (19) vernachlässigbarer Widerstand entge­ gengesetzt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Endöffnungen (71) etwa 90 mm breit und 35 mm hoch sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, ferner gekennzeichnet durch ein Paar badeinschließende Platten (56) an den Enden des Spalts, wobei jede Endwand (70) des Düsentrogs (61) von der benachbarten badeinschlie­ ßenden Platte (56) höchstens 20 mm beabstandet ist.

21. Feuerfeste Düse zum Abgeben von schmelzflüssigem Metall in ein Gießbad einer Doppelwalzen-Gießmaschine, wobei die Düse (19) einen länglichen, oben offenen Trog (61) aufweist, um schmelzflüssiges Metall aufzunehmen, und ein Paar Längsseitenwände (62) und ein Paar Endwände (70) hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Trogs (61) durch einen Unterboden (63) geschlossen ist, die Seitenwände (62) mit Seitenöffnungen (64) versehen sind und die Endwände (70) mit Endöffnungen (71) verse­ hen sind, damit schmelzflüssiges Metall aus dem Trog (61) nach außen aus den Seiten und aus den Enden der Dü­ se fließt.

22. Feuerfeste Düse nach Anspruch 21, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenöffnungen (64) in den Längssei­ tenwänden (62) des Trogs (61) die Form längs beabstande­ ter Öffnungen haben, die in jeder der Längsseitenwände (62) der Düse gebildet sind.

23. Feuerfeste Düse nach Anspruch 22, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwandöffnungen (64) kreisförmige Löcher sind.

24. Feuerfeste Düse nach Anspruch 22 oder 23, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenöffnungen (64) nicht über die gesamte Länge der Düse (19) verlaufen, sondern zwi­ schen nicht durchlochten Endbereichen (72) der Düse an­ geordnet sind, die mindestens 130 mm lang sind.

25. Feuerfeste Düse nach Anspruch 24, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge jedes der nicht durchlochten Endbereiche (72) der Düse in dem Bereich von 140 bis 150 mm liegt.

26. Feuerfeste Düse nach einem der Ansprüche 21 bis 25, fer­ ner dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenendöffnungen (71) so groß sind, daß schmelzflüssigem Metallfluß aus den Enden der Düse vernachlässigbarer Widerstand entge­ gengesetzt wird.

27. Feuerfeste Düse nach Anspruch 26, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Endöffnungen (71) etwa 90 mm breit und 35 mm hoch sind.