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Gießband für Bandgießmaschinen Die Erfindung betrifft ein metallisches
Gießband für Bandgießmaschinen.
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Beim Stranggießen von Bändern, d.h. von Gußsträngen, bei denen eine
Querschnittsabmessung wesentlich größer ist als die andere, werden sogenannte Bandgießmaschinen
benutzt, bei denen der Erstarrungsraum im wesentlichen durch zwei im Abstand der
geamnschten Gußstrangdicke voneinander angeordneten, mit Gießgeschwindigkeit umlaufenden
endlosen metallischen Bändern gebildet wird. In der Breite wird der Erstarrungsraum
durch ebenfalls mitwandernde Kokillenwandungen begrenzt. Zur Erzeugung eines einwandfreien
bandförmigen Guß stranges müssen die umlaufenden metallischen Bänder eine in Längs-
und Querrichtung absolut ebene Begrenzung des Erstarrungsraumes bilden. Im Hinblick
auf die Biegewechselbeanspruchung darf ihre Dicke bestimmte Werte nicht überschreiten.
Beide Forderungen können nur erfüllt werden, wenn die Bänder aus hinreichend festem
Material bestehen und mittels des Walzensystems straff gespannt sind.
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Bei Bandgießmaschinen der vorgenannten Art hat die im wesentlichen
aus den umlaufenden Gießbändern gebildete Kokillenwandung nicht nur die Aufgabe,
einen Erstarrungsraum von gewünschtem
Querschnitt zu bilden, durch
sie muß auch die gesamte Schmelzwärme abgeführt werden. Zu diesem Zweck werden die
Gießbänder auf ihrer dem Brstarrungsraum abgekehrten Seite durch Aufsprühen einer
Kühlflüssigkeit gekühlt. Die Gießbänder sind also einerseits der erstarrenden Schmelze
und andererseits dem Kühlmittel ausgesetzt.
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Beim Stranggießen von Aluminium liegt die gesamte Temperaturdifferenz
im Bereich von 7000 c. Das Gießband ist also auf seiner dem Erstarrungsraum zugekehrten
Seite einer wesentlich höheren Temperatur ausgesetzt, als auf seiner durch Kühlmittel
gekühlten Rückseite. Diese unterschiedliche Temperaturbeaufschlagung führt bei den
üblicherweise für Gießbänder verwendeten Materialien zu einer ganz erheblich unterschiedlichen
Wärmedehnung, die im Betrieb zu einem Verwerfen des Gießbandes führt. Die Einhaltung
einer ebenen Kokillenwandung ist infolgedessen nicht möglich. Man hat daher bereits
vorgeschlagen, die Gießbänder thermisch zu isolieren.
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Aus der DT-PS 1 296 315 ist es beispielsweise bekannt, auf den mit
einer Aluminiumschmelze in Kontakt stehenden Oberfläche von Gießbändern eine Dispersion
von feinverteiltem, feuerfestem Material in wässrigem oder alkoholischem, einen
organischen Harzbinder enthaltendem Medium aufzutragen, das außerdem einen Zusatz
von feinverteiltem Kohlenstoff in Dispersion enthält.
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Bei dieser und ähnlich aufgebauten Schutzschichten, besteht jedoch
die Gefahr, daß sie sich unter dem BEnfluß der Relativbewegung zwischen Gießband
und erstarrendem Strang mehr oder minder stark abtreiben und in entsprechenden Zeitabständen
erneuert werden müssen. Neben der dadurch bedingten Betriebsunterbrechung besteht
der Hauptanteil derartiger Schutzschichten darin, daß sich der Abrieb auf dem Gußstrang
ablagert
und sogar teilweise in dessen Oberfläche eingeschlossen wird. Auf diese Weise hergestellte
Gußstränge aus Aluminium, sind zur Weiterverarbeitung zu sogenannten Eloxalqualitäten
nicht geeignet. Der Abrieb wird durch alle Verarbeitungsgänge hindurchgeschleppt
und verhindert nicht nur die Einstellung einer bestimmten Eloxierfarbe, er verhindert
wegen seiner ungleichmäßigen Verteilung auch, daß überhaupt eine befriedigende Eloxierung
erzeugt werden kann.
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Man hat daher versucht, mit abriebfesten Schutzschichten für die Gießbänder
zu arbeiten. Dabei hat sich jedoch ein weiterer Nachteil herausgestellt. Beim Erstarren
beispielsweiseeines Stranges aus Aluminium, das als Verunreinigung oder Legierungsbestandteil
andere Elemente enthält, tritt zwangsläufig eine mehr oder minder starke Seigerung
ein. Aus der Schmelze erstarrt oberflächlich zunächst reines Aluminium und bildet
einen netz- oder schwammförmigen Festkörper. Bei fortschreitender Abkühlung entstehen
in diesem "vorläufigen" Körper Risse und Hohlräume, in die aus dem noch flüssigen
Innern des Stranges mit Verunreinigungen bzw. Legierungselementen angereicherte
Schmelze nachströmt. Im Ergebnis erhält man auf diese Weise einen Gußstrang, mit
einer Anreicherung der Verunreinigungen oder bestimmter Legierungselemente an dessen
Oberfläche. Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Seigerungszonen ebensowenig
mit befriedigendem Ergebnis zu eloxieren sind, wie Material aus Guß strängen, die
Abrieb aus wärmeisolierenden Schutzschichten enthalten.
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Untersuchungen über den Umfang der Seigerungszonen haben nun gezeigt,
daß ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen der Abkühlgeschwindigkeit und der Dicke
der Seigerungen enthaltenden Schicht eines Gußstranges besteht. Wird nämlich ein
Gießband mit einer vergleichsweise dicken oder gutwärmeisolierenden Schicht bedeckt,
so wird zwischen dem erstarrenden Gußstrang
und dem Kühlmittel ein
größerer Wärmewiderstand aufgebaut, der zur Folge hat, daß je Zeiteinheit weniger
Wärme abfließen kann, wodurch die Erstarrungsgeschwindigkeit und letztlich auch
die Gießgeschwindigkeit vermindert- und damit die Wirtschaftlichkeit der gesamten
Vorrichtung beeinträchtigt wird. Derartige Beschichtungen haben den weiteren Nachteil,
daß infolge der langsameren Abkühlung wesentlich dickere Seigerungsschichten entstehen.
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Auf der anderen Seite würde eine Verminderung der Isolierwirkung von
Schutzschichten, sei es durch Verminderung von deren Schichtdicke, sei es durch
Verwendung von weniger stark isolierenden Materialien, dazu führen, daß die Gießbänder
einer erhöhten Temperaturbelastung ausgesetzt sind, wodurch die oben geschilderten
Nachteile auftreten. Ein Verwerfen der Gießbänder selbst um Bruchteile von 1 mm
würde dazu führen, daß sich zwischen dem erstarrenden und schrumpfenden Gußstrang
und dem umlaufenden Gießband unterschiedlich dicke Luftschichten ausbilden können,
mit der Folge, daß eine örtlich unterschiedliche Isolierwirkung entsteht, die Ursache
für einen unterschiedlich verlaufenden Erstarrung svorgang im Strang ist. Mittelbar
führt diese unterschiedliche Erstarrung schließlich auch zu einer unterschiedlich
starken Ausbildung der im Hinblick auf die BlosieIfäliglLeit schädlichen Seigerungsschichten.
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Es besteht somit die Aufgabe, ein Gießband zu entwickeln, das einerseits
eine hohe Erstarrungsgeschwind'keJt erlaubt, andererseits aber im Betrieb in wünschenswertem
Maße eben gehalten werden kann, um die erforderliche Cxleicllmäßigkeit der Abkühlung
des Gußstranges zu gewährleisten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
das Gießband aus einem Material besteht, das wenigstens im Bereich der Arbeitstemperaturen
des Gießha3zdes keine oder nur eine möglichst kleine Wärmeausdehnung besitzt.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Gießbandmaterial
aus einer Legierung mit 30 bis 40 % vorzugsweise 34 bis 38 % Nickel, Rest Eisen
einschließlich herstellungsbedingter Verunreinigungen besteht.
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In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, daß das Gießbandmaterial
neben 30 bis 40 % Nickel, noch bis zu 12 % Chrom und/oder bis zu 5 % Kobalt und/oder
ggfs. bis zu 5 % Molybdän, Rest Eisen einschließlich herstellungsbedingter Verunreinigungen
enthält.
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Die erfindungsgemäßen Gießbänder vertragen wesentlich höhere Temperaturdifferenzen
zwischen der dem Erstarrungsraum zugekehrten und der gekühlten Rückseite. Es kann
daher ein wesentlich größerer Temperaturgradient zugelassen werden, was wiejerum
eine intensivere Wärmeabfuhr und dadurch eine schnellere Erstarrung mit sich bringt.
Dadurch wird schließlich die Ausbildung von Seigerungszonen verhindert, zumindest
aber stark eingeschränkt.
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Bei der Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Materials für
die Gießbänder ist man andererseits nicht gehint dert, zusätzliche Maßnahmen zu
treffen, wenn dies im Einzelfall erforderlich ist oder eine weitere Verbesserung
des Gußstranges mit sich bringt. So kann man beispielsweise sogenannte an sich bekannte
Trennmittel (Graphit, Silikonöl oder dergleichen)/die - ohne einen nennenswerten
Einfluß auf den Wärmewiderstand zu haben - verhindern sollen, daß ein Verschweißen
oder Verkleben zwischen dem Gußstrang und dem Gießband stattfindet.
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Ebenso ist es natürlich möglich, durch beispielsweise Aufrauhen der
Gießbandoberfläche dafür zu sorgen, daß sich zwischen Gußstrang und Gießband ein
gleichmäßiges Luft- oder *) aufbringen,
Gaspolster mit definiertem
Wärmedurchgangswiderstand ausbildet. Das erfindungsgemäße Gießbandmaterial kann
selbst dort von Vorteil sein, wo es auf möglichst rasche Abkühlung zur Vermeidung
von Seigerungen nicht ankommt. Da das Material ohne Wärmeverzug größere Temperaturdifferenzen
zuläßt, kann ein kleinerer Wärmedurchgangswiderstand eingestellt und die Gießleistung
dadurch erheblich gesteigert werden.
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Der Hauptvorteil besteht aber darin, daß nunmehr wesentliche, auf
den Gießbändern beruhende Einschränkungen bei dem eingangs genannten kontinuierlichen
Bandgießverfahren entfallen und dadurch eine größere Freizügigkeit bei der Einstellung
anderer, in diesem Zusammenhang wichtiger Verfahrensparameter, möglich geworden
ist.
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Patentansprüche