DE2511886A1 - Vorrichtung zum stranggiessen von metallbaendern - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Stranggießen von Metallbändern Die Erfindung bezieht sich aui eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metallbändern, in welcher geschmolzenes Metall in einen Kokillenhohlraum gebracht wird, der zwischen einem Paar einander gegenüberliegender, bewegter Flächen definiert ist, von denen mindestens eine durch ein flexibles, wärmeleitendes stählernes Gießband gebildet wird, welches in der Gießzone mit der Rückseite mit mehreren mit Abstand angeordneten Bandstützen in Berührung steht, und eine Einrichtung zum Aufbringen von Kühlmittel auf das Gießband vorgesehen ist.
• Mit einer solchen Vorrichtung werden Metalle, wie Aluminium einschließlich Aluminiumlegierungen, Zink, Messing, Kupfer und andere Metallesdie bei einer ähnlichen oder niedrigeren Temperatur schmelzen, zwischen einem Paar bewegter Oberflächen vergossen, wobei mindestens eine der Oberflächen durch ein flexibles wärmeleitendes Band gebildet wird.
• Es war lange klar, daß eine beträchtliche Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung von Aluminiumbändern und -blechen zu erreichen sein müßte, wenn breite dünne Brammen zum Heißwalzen oder breite dicke Bänder zum Kaltwalzen mit hohen Geschwindigkeiten und mit der hohen Qualität an der Oberfläche und unter der Oberfläche gegossen werden könnten, die notwendig ist, um ein fertiges gewalztes Erzeugnis zu schaffen, wenn das so gegossene Band ohne Oberflächenbehandlung zur Entfernung von Gießfehlern gewalzt wird.
• Obwohl vorhandene Gießvorrichtungen, welche ein Paar mit Abstand zueinander angeordneter flexibler Metallbänder zur Begrenzung einer Gießzone oder eines Kokillenhohlraumes verwenden, betrieben werden können, um hohe Produktionsmengen zu erzeugen, neigt das gegossene Band zu ungleichmäßiger Dicke und Oberflächenfehlern, die durch Oberflächenausscheidungen von Material verursacht werden, das in der Zusammensetzung von der durchschnittlichen Zusammensetzung des gegossenen Bandes abweicht. Dies tritt in Begleitung von Änderungen der metallurgischen Struktur unterhalb der Oberfläche auf, welche gleichfalls eine Quelle der Änderung der Eigenschaften sind. Diese Oberflächenausscheidungen und unter der Oberfläche liegenden Fehler rühren von örtlichen Änderungen der Erstarrungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des gegossenen Bandes oder der gegossenen Bramme her. Es wird angenommen, daß solche Änderungen durch die Entwicklung von Spalten zwischen Teilen der Oberfläche des Guß stücks und der benachbarten bewegten Bandoberfläche herrühren. In dieser Spalte kann Flüssigkeit mit niederem Schmelzpunkt ausgeschieden werden, um die oben erwähnten Oberflächenausscheidungen zu bilden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher mit hoher Geschwindigkeit Brammen und Bander gegossen werden können, die keine Oberflächenfehler und keine unter der Oberfläche liegenden Fehler aufweisen, um so Brammen und Bänder zu erhalten, die ohne Oberflächenbearbeitung weiter verarbeitet werden können.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gießband durch Magnetkräfte fest gegen die Bandstützen gehalten ist, so daß es sich auf einem vorbestimmten Weg bewegt, und daß der Abstand der Bandstützen den Charakteristika des Gießbandes so zugeordnet ist, daß ein ungestützter Bereich des Gießbandes, welcher zwischen benachbarten Bandstützen liegt, als steifes Element wirkt.
• Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet ein Gießband eine Oberfläche eines Kokillenhohlraums und bewegt sich auf einem genau gesteuerten Weg, der so angeordnet ist, daß das gegossene Metall im Kokillenhohlraum während des Gießvorganges in engem Kontakt mit dem Gießband bleibt. Folglich kann die Wärme durch das Gießband gleichmäßig abgeführt werden und es entwickeln sich keine Spalte zwischen dem Gießband und dem erstarrenden Band, die eine solche Größe haben, daß sie die Qualität der Oberfläche oder unterhalb der Oberfläche des gegossenen Bandes oder der Bramme nachteilig beeinflussen.
• Es wurden viele Konstruktionen von Vorrichtungen entwikkelt, in welchen ein Paar bewegter, wassergekühlter, paralleler Gießbänder zur Begrenzung eines Kokillenhohlraums verwendet wurden, deren schmale seitliche Ränder durch Randbegrenzer geschlossen wurden. Bei den bekannten Anordnungen sind die Abstützungen für die Gießbänder mit relativ großen Abständen angeordnet, so daß die Ablenkungen der Abschnitte eines Gießbandes zwischen den Abstützungen sogar bei mit den Abstützungen im Kontakt befindlichem Gießband unter den auf das Gießband ausgeübten Beanspruchungen groß genug sind, um eine nachteilige Wirkung auf das Gußerzeugnis zu haben. Darüber hinaus waren in den meisten bekannten Anordnungen keine Einrichtungen (außer dem durch die Metall säule des geschmolzenen Metalls ausgeübten Druck) vorhanden, um die Gießbänder am Eintrittsende des Kokillenhohlraums gegen ihre Abstützungen zu halten, wo die Mitte des Bandes oder der Bramme noch schmelzflüssig ist. Die praktische Erfahrung zeigt, daß die Metallsäule ziemlich ungenügend für diesen Zweck ist, wenn der Kokillenhohlraum im wesentlichen horizontal oder unter einem kleinen Winkel zur Horizontalen angeordnet ist, so daß bei bekannten Gießvorrichtungen mit Gießbändern tatsächlich keine genaue Steuerung des Weges der Gießbänder im Kokillenhohlraum vorhanden ist. Die bekannten Arten von Gießvorrichtungen geben daher Anlaß für die Schwierigkeit, daß der Weg eines Gießbandes im Verhältnis zu seinen Abstützungen unzulänglich gesteuert wird, um sicherzustellen, daß die Lage der Abstützungen die genaue Form des Kokillenhohlraums zwischen den Gießbändern bestimmt. Der relativ große Abstand der Abstützungen gestattet außerdem die Ablenkung der Abschnitte des Gießbandes zwischen den Abstützungen in einem solchen Ausmaß, daß sich in solchen Bereichen Spalte zwischen dem Gießband und der Oberfläche des Metalls öffnen.
• Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stranggießen sind die einzelnen Abstützungen des Gießbandes daher mit engem Abstand angeordnet und daß Gießband wird durch Magnetkräfte fest gegen seine Abstützungen gehalten. Die Größe der Magnetkräfte und der Abstand zwischen den Abstützungen ist der Dicke und anderen Charakteristika des Gießbandes derart zugeordnet, daß sichergestellt ist, daß das Gießband mit den Abstützungen in Berührung bleibt und der ungestützte Bereich des Gießbandes zwischen benachbarten Abstützungen als steifes Element wirkt, das unter den beim Gießen vorhandenen Beanspruchungen nicht mehr als 0,05 mm ausgelenkt wird. Mit dieser Anordnung ist es möglich; sicherzustellen, daß der Weg des Gießbandes mit einem Profil übereinstimmt, das durch die Lagen der Abstützungen bestimmt ist. Folglich ist es möglich, sicherzustellen, daß der genaue Verlauf des Kokillenhohlraums mit einem vorgewählten Verlauf übereinstimmt, der so ausgelegt ist, daß die optimalen Gießbedingungen erreicht werden.
• Die Prinzipien der Erfindung sind auf Gießvorrichtungen für die Herstellung dünner Brammen oder Bänder anwendbar, bei welchen beide breiten Flächen des Kokillenhohlraumes durch ein flexibles Gießband begrenzt werden. Bei einer bevorzugten Konstruktion sind zwei Gießbänder vorhanden, aber in manchen Fällen wird eine Oberfläche des Kokillenhohlraums durch eine starre Trommel gebildet und die gegenüberliegende Oberfläche durch ein Gießband, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung geführt ist.
• Die Magnetkräfte am ferromagnetischen Gießband können durch magnetische Anziehung zwischen dem Gießband und einer Reihe mit dichtem Abstand zueinander angeordneter magnetisierter Polstücke erzeugt werden, welche auch die Stützleisten umfassen, um den Verlauf des Kokillenhohlraums zu begrenzen.
• Zur wirksamen und gleichmäßigen Kühlung des Gießbandes wird hier das Düsenkühlsystem bevorzugt, das später näher erläutert wird, weil durch dieses Kühlsystem besonders schnelle und gleichmäßige Abfuhr von Wärme aus dem Gießband erreicht werden kann und so der Temperaturgradient durch das Gießband und die Temperaturänderungen entlang der Bandlänge und über die Bandbreite auf ein Minimum verringert werden. Folglich wird die Gefahr von Wärmeverwerfungen des Gießbandes auf ein Minimum verringert.
• Sogar bei gleichförmiger Wärmeabfuhr über die Breite des Gießbandes erzeugen der Temperaturgradient durch das Gießband und die Änderung der Mitteltemperatur entlang und quer zum Gießband Wärmespannungen, die dazu neigen, das Gießband zu beulen oder zu biegen. Jedoch werden diese Beanspruchungen durch das erfindungsgemäße, sehr wirksame Kühlsystem auf niedrigen Werten gehalten und der Neigung zum Beulen und Biegen wird durch relativ kleine Magnetkräfte leicht entgegengewirkt.
• Weil die Legierungen, die nach dem vorliegenden Stranggießverfahren vergossen werden sollen, während der Erstarrung um einige Prozent schrumpfen, ist es sehr wünschenswert, Einrichtungen vorzusehen, um die Entfernung zwischen den zwei gegenüberliegenden Seiten des Kokillenhohlraums progressiv zu verringern, um die Kokillenflächen und die Oberflächen des Bandes im wesentlichen in wirksamem Wärmeaustauschkontakt zu halten, während das Metall durch die Zone hindurchläuft, in welcher die Erstarrung stattfindet. Die Verwendung von in engem Abstand angeordneten Gießbandabstützungen, gegen welche das Gießband durch magnetische Anziehung mittels fester magnetischer Polstücke in direktem Kontakt mit dem Gießband gehalten wird, ermöglicht es, jeden gewünschten Verlauf sehr einfach im Kokillenhohlraum anzuwenden. Bei der Formgebung der Einheit, von welcher die Abstützungen des Gießbandes einen Teil bilden, kann der Kokillenhohlraum so angeordnet werden, daß er in der Zone, in welcher das Metall erstarrt, progressiv abgeschrägt ist. Das Ausmaß, in welchem sich die Kokillenflächen einander progressiv nähern, ändert sich mit der Dicke des Bandes und beim dünnsten Band kann das Maß nicht größer als ein paar Zehntel mm sein. Es ist möglich, drehbare Stützelemente vorzusehen, welche den Verlauf eines bewegten Gießbandes mit diesem Grad an Genauigkeit steuern, und solche Vorrichtungen liegen innerhalb des Anwendungsbereiches der Erfindung. Aber bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gleitet das Gießband über geeignet bearbeitete stationäre Abstützungen.
• Die Wärmeübertragung von der gegossenen Bramme oder dem gegossenen Band auf das Kühlwasser über ein dazwiscenliegendes Metallband bringt einen sehr großen Temperaturabfall an der Metall/Gießband-Zwischenfläche, einen mäßigen Temperaturabfall durch das Gießband und einen Whnlichen mäßigen Temperaturabfall an der Gießband/Wasser-Zwischenfläche mit sich. Es ist wünschenswert, Änderungen der Gießbandtemperatur, die entlang dem und quer zum Gießband auftreten, auf ein Minimum zu verringern, weil dieses die thermischen Beanspruchungen auf ein Minimum verringert, die das Gießband anderenfalls zum Beulen und Ver].assen seines beabsichtigten Weges veranlassen, der durch seine Abstützungen genau definiert ist.
• Ein steigender Wärmeübertragungskoeffizient an der Gießband/Wasser-Zwischenfläche senkt die Gießbandmitteltemperatur bei einer gegebenen Wärrrteübertragungsrate durch die I¢Ietall/Gießband-Zwischenfläche. Sogar, wenn das Gießband an der an das geschmolzene Aluminium angrenzenden Oberfläche nicht mit einer Isolierschicht versehen ist, war es möglich, Gießband/Wasser-Wärmeübertragungskoeffizienten zu erreichen, wie sich herausstellte, die ausreichend sind, um den mittleren Gießbandtenaperaturanstieg auf Höhen zu halten, die mit der itotwendigkeit, thermische Verwerfungen zu vermeiden, verträglich sind. Es wurde gefunden, daß die körperlichen Abmessungen des Düsenkühlsystems leicht mit dem Vorhandensein in dichtem Abstand angeordneter Abstützungen für den Gießbandweg verträglich sind, weil es mit Metallbändern mit der zur Erreichung der Flexibilitätsanforderungen erforderlichen Dicke möglich ist, die Gießbänder in Gleitkontakt mit Stützleisten zu zwingen, welche in Entfernungen- angeordnet sind, die nur in der Größenordnung des 30- bis 50-fachen der Banddicke liegen. Diese Beschrankung führt in Verbindung mit den in engen Abständen angeordneten Stützleisten wirksam zu einer extremen Widerstandsfähigkeit des flexiblen Gießbandes gegen Beulen.
• Jedes Gießband bildet eine Wärmeaustauschfläche, durch welche Wärme vom erstarrenden Metall auf das Wasser an der gegenüberliegenden Seite des Gießbandes übertragen wird.
• Die Geschwindigkeit, mit der das Band oder die Bramme gegossen erden kann, hängt von der Rate ab, mit der die Wärme durch das Gießband auf das Kühlwasser übertragen werden kann.
• Um eine hohe Wärmeübertragung zu erreichen, ist es notwendig, die Turbulenz in der Grenzschicht an der Gießband/ Wasser-Zwischenfläche zu steigern, und es wurde gefunden, daß das bevorzugte Düsenkühlsystem, bei welchem Wasserstrahlen auf die Rückseite des Gießbandes unter einem großen Winkel gerichtet werden (ein solcher Winkel beträgt am bequemsten 900), ein besonders wirksames Verfahren zur Steigerung dieser Turbulenz ist; es wurde gefunden, daß durch Ausschleudern eines genügend großen Wasservolumens in Form von durch eine Reihe mit engen Abständen zueinander angeordneter Öffnungen unter einem großen Winkel auf die Oberfläche gerichteter Strahlen Wärme ungefähr dreimal schneller vom Gießband abgeführt werden kann als bei einem herkömmlichen System, bei welchem ein turbulenter Wasserstrom an der Oberfläche des Gießbandes entlanggeleitet wird Weil die aufgebrachte Wassermenge sehr groß ist, müssen Einrichtungen zum Sammeln des auf jedes Gießband aufgebrachten Wassers vorgesehen werden. Die Gießzone einer Gießvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise mit einem Gießbandkühlsystem versehen, das ein geschlossenes Gehäuse aufweist, welches in der Gießzone mit der Rückseite des Gießbandes im wesentlichen abgedichtet gehalten wird. Das Gehäuse hat mit sehr engem Abstand angeordnete Abstützungen für das Gießband, die in gleitendem oder rollendem Kontakt mit der Bandfläche gehalten werden und die einen kleineren Abschnitt des Bereiches des Gehäuses bilden, der dem Gießband zugewandt ist. Vorzugsweise wird das eingeführte Wasser einer ersten Beruhigungskammer zugeführt, von wo es durch Düsenöffnungen in einer der Rückseite des Gießbandes zugewandten Wand auf das Gießband gerichtet wird. Eine Auslaßberuhigungskammer ist außerhalb der Einlaßberuhigungskammer vorgesehen und angeschlossen, um Wasser aus dem Zwischenraum zwischen dem Gießband und der Wand über starre Ablaufrohre mit großem Durchmesser zu sammeln, die sich durch die Einlaßberuhigungskammer erstrecken. Solche Rohre dienen zur Versteifung des Gehäuses. Die Abstützungen für das Gießband sind am Gehäuse vorzugsweise so angeordnet, daß alle Abschnitte des Gießbandes direkt gegenüber dem gegossenen Metall während eines größeren Zeitabschnittes des Durchgangs durch die Gießzone in direktem Kontakt mit Wasser stehen. Am meisten wird es vorgezogen, die Gießbandstützen aus schmalen Leisten herzustellen, die sich quer zum Gehäuse erstrecken. Die Düsenöffnungen sind in einer oder mehreren Querreihen zwischen benachbarten Stützleisten angeordnet. Diese Stützleisten können jedoch durch Stifte ersetzt werden, die in Abständen entsprechend den beschriebenen Prinzipien angeordnet sind.
• Einige oder alle Stützleisten oder -stifte sind magnetische Polstücke, um Magnetkräfte auf das Gießband aufzubringen. Die Düsenöffnungen in verschiedenen Reihen sind vorzugsweise im Verhältnis zueinander gestaffelt. Der Zwischenraum zwischen Düsenöffnungen in der gleichen Querreihe überschreitet vorzugsweise 25 mm nicht und die Größe und die Verteilung der Düsenöffnungen ist so, daß bei Aufrechterhaltung einer kleinen Druckdifferenz von z.B.
• 0,3 kg/cm2 zwischen Einlaßberuhigungskammer und Auslaßberuhigungskammer Wasser auf die Oberfläche des Gießbandes in einer Menge von 40 bis 120 l/cm2/h aufgebracht wird.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zum Stranggießen gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Anordnung zum Stützen der Gießbänder und Aufbringen von Kühlmittel, Fig. 3 eine Draufsicht des strichpunktierten Kreises III der Figur 2 in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Figur 2, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der Figur 2, Fig. 6 eine Teildraufsicht der Gießrinne, Fig. 7 eine Seitenansicht der in ihrer Arbeitsstellung befindlichen Gießrinne, Fig. 8 eine Bodenansicht einer magnetischen Abstützung für ein Gießband, Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 der Figur 8, und Fig.10 einen Schnitt entlang der Linie 10-10 der Figur 8 mit anliegendem Gießband.
• Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zum Stranggießen weist einen aus mehreren Teilen hergeste]lten Tragrahmen 1 auf, an welchem obere und untere Treibrollen 2 für Gießbänder angeordnet sind. Ein drehzahlveränderlicher Antriebsmotor 3 treibt eine Welle 4 über eine Kette 5 und ein Kettenrad 6 an. Der Antrieb wird über Kettenräder 7 und S und eine Antriebskette 9 von der Welle 4 auf die Antriebsrolle 2 für das untere Gießband übertragen.
• Der Antrieb wird von der Antriebsrolle 2 für das untere Gießband auf die obere Antriebsrolle 2 mittels einer ette 11 übertragen, die um obere und untere Kettenräder 12 und leerlaufende Räder 14 läuft, von denen eines auf einem schwenkbaren Hebel 14' angeordnet ist, um die Kette 11 zu spannen. Die Gießbänder 15 laufen um ihre Antriebsrollen 2 und ihre Spannrollen 15, die drehbar in Schlitten 17 gelagert sind. Die Schlitten 17 sind in Schlittenrahmen 1 geführt, die mittels Zapfen am Tragrahmen 1 angelenkt sind, und auf die mittels pneumatischer Zylinder 20 eine vorbestimmte Spannkraft für die Gießbänder aufgebracht werden kann. Die Schlitten 17 sind in den Schlittenrahmen 18 mittels Stellschrauben 21 in Längsrichtung bewegbar, um die Gießbänder einzustellen.
• Das obere Gießband 15 trägt ein Paar Randbegrenzer 22, welche die Form von Bändern aus elastischem, warmfesten und thermisch isolierenden Material haben. Solche Randbegrenzer sind ein wenig kompressibel, um eine zufriedenstellende Abdichtung in der Gießzone zu schaffen, wenn sie in Längsrichtung schräg verläuft, wie oben erläutert urde. Eine Art Material, das für solche Randbegrenzer geeignet ist, hat die Form von Weißmetall oder einer Gummieinlage, die mit einem gewobenen Asbeststoff ummantelt ist und als Dampfdichtung geliefert wird. Die Anordnung der Randbegrenzer 22 in bezug auf die Gießrinne 23 ist in den Figuren 6 und 7 dargestellt und wird unten näher erläutert. Eine der Einheiten zum stützen und i=iinlen der Gießbänder 15 in der Gießzone ist in den Figuren 2 bis 5 dargestellt. Die Gießbänder 15 werden durch Wasser gekühlt, das auf sie mittels der Gehäuse 26 aufgebracht wird.
• die ebenfalls unten näher erläutert werden. Wasser wird über Zuführleitungen 27 mittels nicht dargestellter Saugpurnpen, die mit den Auslaßleitungen 29 verbunden sind, in die Gehäuse 26 gesaugt, um verringerten Druck an der Wasserseite der Gießbänder aufrechtzuerhalten.
• Das Gehäuse 26 ist als starrer, geschlossener Aufbau mit einem Fenster 30 an seiner Oberseite ausgebildet (hierbei wird das Gehäuse betrachtet, das In Figur 1 das untere Gießband trägt). Das Gehäuse hat eine horizontale Trennwsnd 31, welche eine Einlaßberuhigungskar1mer 32 von einer Auslaßberuh gungskammer 33 trennt. Wasser wird der Einlaßberuhigungskammer 32 durch eine Zuführleitung 27 zugeführt und aus der Auslaßberuhigungskammer 33 durch die Auslaßleitung 29 mittels der Saugpumpe herausgesaugt.
• Die Einlaßberuhigungskammer 32 ist durch eine dicke obere TreizmArand 34 begrenzet, deren Außenfläche in bezug auf die Oberfläche 35 des Gehäuses, das das renster 70 umgibt, ein wenig ausgenommen ist. Der schraffierte Teil der Oberfläche 35 (Figur 2) ist mit einem Antireibmaterial beschichtet. Schmale Stützleisten 36 für das Gießband, von denen einige oder alle Magnete oder magnetische Polstücke sind, er strecken sich über die gesamte Breite des Fensters 30 und die Oberseite dieser Stützleisten ist geschliffen, so daß sie in einer Höhe mit dem benachbarten Bereich der Oberfläche 35 liegen.
• Flache Kanäle 3/ für Wasser erstrecken sich zwischen den Stützleisten 36, der äußeren Oberfläche der Trennwand 34 und dem darüberliegenden Gießband 15. Nit engen Abständen zueinander angeordnete Düsenöffnungen 3j führen von der Einlaßberuhigungskammer 32 in die Böden der Kanäle 37 und sind so angeordnet, daß sie Wasserstrahlen im wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Gießbandes 15 richten. Relativ tiefe Sammelkanäle 39 für Wasser erstrecken sich quer zur Längsrichtung der Kanäle 37 und sind durch Rohre 40 mit der Auslaßberuhigungskammer 33 verbunden.
• Wie zu erkennen ist, sind bei der dargestellten Vorrichtung zwei Reihen relativ gestaffelter Düsenöffnungen 38 zwischen jedem Paar von Stützleisten 36 angeordnet. Der Längsabstand zwischen den Stützleisten 36 beträgt ungefähr 20 mm und es ist zu sehen, daß der Abstand zwischen benachbarten Düsenöffnungen 38 in derselben Reihe ähnlich ist. Der Durchmesser der einzelnen Düsenöffnungen 38 beträgt ungefähr 5 mm.
• Wenn eine Druckdifferenz in der Größenordnung von 0,3 kg/cm2 zwischen den Beruhigungskammern 32 und 33 aufrechterhalten wird, so ist festzustellen, daß das Wasser zur Rückseite der Gießbänder in einer Menge von ungefähr 45 l/cm2/h zugeführt wird. Beim Gießen einer Aluminiumbramme führt dies zu einer Wärmeübertragung von ungefähr 24 cal/cm2/s.
• Sogar, wenn der Abstand der Düsenöffnungen verringert wird, und.die Menge des aufgebrachten Kühlwassers erheblich erhöht wird, wird die Menge der abgeführten Wärme nur um ungefähr 10 bis 20 erhöht Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß sogar bei Unterdruckbedingungen an der Rückseite desGießbandes im wesentlichen kein Durchängen der Gießbänder zwischen benachbarten Stützleisten auftritt. Um diese Bedingung zu erfüllen, ist der Abstand zwischen den Stützleisten 36 vorzugsweise auf nicht mehr als das 50-fache, vorzugsweise das 20- bis 50-fache, der Dicke des stählernen Gießbandes 15 begrenzt, das selbst eine Dicke von 0,5 bis 1,5 min hat.
• Das oben beschriebene Kühl system ist wirksam, wm durch das Gießband einen Temperaturabfall von ungefähr OOC aufrechtzuerhalten. Für diesen Fall wurde berechnet, daß eine Kraft von ungefähr 0,15 kg/cm2 erforderlich ist, um das obere Gießband 15 mit den Stützleisten 36 über die gesamte Breite des Gießbandes in Berührung zu halten.
• In Figur 1 wird der Abstand zwischen den Gießbändern 15 an der Eintrittsseite der Gießzone grob mittels Dichtungen gesteuert, die als Abstandhalter an der Gehäuseabstützung angeordnet sind,. und außerdem fein mittels Stellschrauben gesteuert, die an Spannstangen 41 wirken, um den Tragrahmen zu spreizen, so daß die Anlaufscheiben 42 gehoben und gesenkt werden können. Das obere Gehäuse 26 ist in Schildlagern 43 angeordnet, so daß die Abschragung des Kokillenhohlraums zwischen den Gießbändern 15 durch Winkelbewegung des oberen Gehäuses 2G in seinen Schildlagern 43 mittels des Hebelarms 44 geändert werden kann, welcher durch einen pneumatischen Zylinder 45 nach unten gedrückt wird, um eine Anschlagplatte 46 mit einem einstellbaren Anschlag 47 in Berührung zu bringen. Ein oberer Anschlag 48 ist als Sicherheitsanschlag vorgesehen.
• Einer der Vorteile dieser Anordnung besteht darin, daß das erstarrte Metall bei Einstellung des Anschlags 47 zur Herstellung übermäßiger Schräge des Kokillenhohlraums am Ausgangsende desselben das Gehäuse 26 gegen die federnde Belastung des pneumatischen Zylinders 45 nach oben kippt. Der Anschlag 47 kann dann rückgestellt werden, um optimale OberflächeneigenschaCtell des aus dem Kokillenhohlraum austretenden Bandes zu schaffen.
• Die Gießrinne 23 (Figur 6) ist mit einem Uasenabschnitt 50 versehen, der in seiner Arbeitslage so angeordnet ist, daß er in den Zwischenraum zwischen den Gießbändern ragt. Führungen 51 für die Randbegrenzer sind an der Seite der Gießrinne 23 befestigt. Sie sind etwas nachgiebig, um die eintretenden Randbegrenzer gegen die Seiten des Nasenabschnitts 50 der Gießrinne zu drücken und so am Eingang der Gießzone eine Dichtung zu bilden, damit während des Gießvorgangs ein angemessenes Metallbad in der Gießrinne 23 aufrechterhalten werden kaorm.
• In den Figuren 8 bis 10 ist eine Vorrichtung dargestellt, die anstelle der in den Figuren 2 bis 5 gezeigten zum Stützen und Kühlen der Gießbänder eingesetzt werden kann.
• In der durch den Kokillenhohlraum begrenzten Gießzone wird der Weg des Gießbandes 15 durch eine Reihe 116 aus magnetischen Pol stücken gesteuert, die einer Reihe 117 aus Schichten zusammengesetzter ilagnete zugeordnet sind. Die Gießbänder 15 werden mit Wasser gekühlt, das ein wasserlösliches Schmiermittel enthalten kann, und durch Kanäle in der Reihe 116 der magnetischen Polstücke umläuft, so daß die Rückseiten der Gießbänder in der Gießzone in direktem Kontakt mit dem Kühlwasser stehen. Wenn das Kühlwasser ein Schmiermittel enthält, wird es durch einen nicht-dargestellten zugeordneten Wärmetauscher zurückgeleitet. Alternativ kann das ühl9sser ablaufen gelassen werden, wenn kein Schmiermittel verwendet wird.
• Die Reihe 117 der Schichtmagnete kann ein herkömmlicher Magnetblock sein, der aus streifenähnlichen Permanentmagneten aufgebaut ist, die durch Abstandhalter aus Messing getrennt sind.
• Die Reihe 116 der Polstücke ist ähnlich aufgebaut und besteht aus Stahlplatten 121, die durch Abstandhalter 122 aus Aluminium getrennt sind. Die vorstehenden Enden oder kanten der Stahlplatten 121 sind abgeschrägt, wie in Figur 10 gezeigt ist, und so wird dort eine Reihe von Kanälen 123 für den Durchtritt von Kühlmittel in Kontakt mit der Rückseite des Gießbandes 15 gebildet. Die Platten 121 und 122 sind vorzugsweise 6 mm dick und die Stahlplatten 121 sind zu ihrem Rand hin auf 3 mm abgeschrägt. Die Kanäle 123 sind so ausgebildet, daß sie ungefähr 25 mm tief sind.
• An jeder Seite der Reihe 116 sind Seitenplatten 124 vorgesehen, die in Längsrichtung verjüng-t sind, wie in Figur 8 dargestellt ist, so daß die Stahlplatten 121 unter einem kleinen Neigungswinkel zur Richtung des Gießbandes 15 angeordnet sind, um die Abnutzung an der Rückseite des Gießbandes auszugleichen, wenn es sich über die Stahlplatten 121 bewegt.
• Kühlwasser, das im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung des Gießbandes verwendet wird, tritt über eine Ausgleichskammer 125 in einem Kasten 126 ein und tritt über eine Ausgleichskammer 127 in einem Kasten 128 aus.
• An der Wassereinlaßseite hat die Reihe 116 der Polstükke ein gekrümmtes Außenprofil und der von der Ausgleichskammer 125 kommende Wasserkanal hat ein entsprechend geformtes Innenprofil, um das Kühlwasser auf die Innenfläche des Gießbandes zu leiten. Die Polstücke und der Wasserkanal haben am Wasserauslaßende ein ähnliches äußeres und inneres Profil ausgenommen, daß die Abstandhalter 122 so angeordnet sind, daß das Gießband über einen Teil des gekrümmten Profiles am Eintrittsende des Gießbandes und des geschmolzenen Metalls wassergekühlt ist. Dieses stellt sicher, daß das Gießband unmittelbar vor den Kontakt mit dem geschmolzenen Metall vollständig gekühlt ist, und verhindert eine Verformung des Gießbandes, die anderenfalls auftreten könnte, wenn das geschmolzene Metall das Gießband vor dem Aufbringen des Kühlwassers berührt.
• Bei einer Anordnung war die Reihe 117 ein käuflich erhältliches- Magnetpaket, das eine durchschnittliche magnetische Flußdichte von 120 Gauss beim Kontakt jeder Stahlplatte 121 mit dem Gießband 15 hatte.
• Es wurde gefunden, daß mit dieser Anordnung ein Druck von ungefähr 0,2 kg/cm2 hinter dem Gießband ohne bemerenswerte Leckverluste aufrechterhalten werden kann. Bei einem Druckabfall von 0,2 kg/cm2 hat es sich als möglich erwiesen, den Wasserfluß entlang der Kanäle 123 in einer ausreichenden Ilenge zur Aufrechterhaltung des Te«.peraturanstieges des Gießbandes innerhalb ungefähr BOOC über der Temperatur des Kühlwassers aufrechtzuerhalten. Um die Temperatur über das Gießband auszugleichen und dadurch die Verwerfung auf ein Minimum zu verringern, wird den Kanälen 123 gegenüber dem kalten äußeren Rand des Gießbandes, d.h. außerhalb der Randbegrenzer 22, heißes Wasser zugeführt. Die Temperatur dieses Wassers wird so eingestellt, daß sie ähnlich der des mit dem Metall in Berührung stehenden Gießbandes ist, und liegt im allgemeinen im Bereich von 70 bis 900C. So werden die Bereiche des Gießbandes, die nicht durch den Kontakt mit dem gegossenen Band aufgeheizt werden, statt dessen durch das zirkulierende heiße Wasser erarmt. Eine z.Techmäßige Auslegung der Beruhigungskaminern am Einlaß und am Auslaß ermcglich-!: es, die Anzahl der kaltes Wasser führenden Kanäle 7U verändern, um eine Anpesssung an verschiedene Breiten des gegossenen Bandes vorzunehmen. Die Länge der Gießzone zwischen den Gießbändern beträgt bei der dargestellten Konstruktion ungefähr 22,5 cm und dies ermöglicht eine Herstellung von Bändern mit Geschwindigkeiten von ungefähr 9 m/min bei einer Dicke von 2,5 mm und mit Geschwindigkeiten von 3 m/min bei einer Dicke von 7,5 mm. Bei diesen Geschwindigkeiten tritt die Erstarrung ungefähr innerhalb der ersten 15 cm der Gießzone ein.
• Bei dieser Anordnung hat es sich gezeigt, daß es möglich ist, das Gießband über die Oberflache der Polstücke mit einem Zug von ungefähr 2 kg/cm Breite der Reihe der Polstücke 116 zu ziehen, und diese Kraft kann durch Verwendung eines geeigneten Schmiermittels verringert werden, das im Kühlwasser dispergiert oder gelöst ist. Über die Oberfläche des Gießbandes laufendes Schmiermittel trägt dazu bei, es zu schmieren und die Reibung zu verringern, wenn es über die gekrümmten Außenflächen in der Nähe der die Beruhigungskammern enthaltenden Kästen 126 und 12P an den Gießzonenenden gezogen wird.
• Es versteht sich, daß dieses System zum Aufbringen von Kühlmittel und zum Stützen in verschiedener Weise geändert oder abgewandelt werden kann. So können die magnetischen Polstücke und Wasserkanäle quer anstatt längs zum Gießband angeordnet werden.
• In einigen Fällen, wenn die gewünschte Größe der Wärmeabfuhr durch das Gießband niedrig ist, sind die Stahlplatten 121 nicht abgeschrägt und die Ränder der Abstandhalter 122 aus Aluminium liegen in einer Höhe mit den Rändern der Stahlplatten 121. Wärme kann dann durch Vorsehen von Wasserkanälen innerhalb der Anordnung abgeführt werden. Solche Kanäle werden mittels lauten in den Seitenflächen der Platten 121 und 122 gebildet. Die Randabschnitte der Aluminiumplatten wirken so als Leiter fiir die Ubertragung der Wärme des Gießbandes auf das in den innen gebildeten Durchlässen strömende Kühlmittel.
• Es versteht sich, daß die relative steigung der oberen und unteren Reihen 116, 117 von Polstücken und Magneten in derselben Weise gesteuert werden kann, wie es in Figur 1 mittels eines pneumatischen Zylinders 45 und den ihm zugeordneten Anschlägen 47, 43 der Anschlagplatte 46 und Hebelarm 44 gezeigt ist.
• Die Stützelemente (gleichgültig, ob es sich um Leisten oder getrennte Zapfen handelt) können bearbeitet sein, damit sie in einer gemeinsamen Ebene liegen, so daß in der Gießzone ein flaches Profil für das Gießband vorhanden ist. Alternativ kann es wünschenswert sein, eine sehr schwache Längskrümmung zu haben (mit einem Radius von etwa 50 m) oder eine komplexere Form.
• Dies ist anwendbar, wenn zwei im wesentlichen parallele Gießbnder verwendet werden. In einer Vorrichtung, in welcher eine Oberfläche der Gießzone durch eine wassergekühlte Trommel gebildet wird, sind die Stützleisten für das Gießband bearbeitet, um eine Oberfläche zu bilden, die progressiv die Oberfläche der Trommel erreicht, um einen verüngten, ejedoch gekrümmten Kokillenhohlraum zu schaffen.
• Es wird jedoch häufiger vorgezogen, zwei Gießbänder zu verwenden.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Stranggießen von Metallbändern, in welcher geschmolzenes Metall in einen Kokillenhohlraum gebracht wird, der zwischen einem Paar einander gegenüberliegender, bewegter Flächen definiert ist, von denen mindestens eine durch ein flexibles, wärmeleitendes stählernes Gießband gebildet wird, welches in der Gießzone mit der Rückseite mit mehreren mit Abstand angeordneten Bandstützen in Berührung steht, und eine Einrichtung zum Aufbringen von Kühlmittel auf das Gießband vorgesehen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gießband (15) durch Magnetkräfte fest gegen die Bandstützen (36) gehalten ist, so daß es sich auf einem vorbestimmten Weg bewegt, und daß der Abstand der Bandstützen den Charakteristika des Gießbandes so zugeordnet ist, daß ein ungestützter Bereich des Gießbandes, welcher zwischen benachbarten Bandstützen liegt, als steifes Element wirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e ken n -z e i c h n e t , daß der gegenseitige Abstand der Bandstützen (36) kleiner als das 50-fache der Banddicke ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h ne t , daß das Gießband (15) eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm hat und daß der Abstand zwischen Bandstützen das 20- bis 50-fache der Banddicke ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dieBandstützen (36) für ein Gießband (15) innerhalb eines einen Raum einschließenden Gehäuses (26) mit der Rückseite des Gießbandes (15) in Berührung stehen, daß mehrere, mit dichtem Abstand angeordnete Düsenöffnungen (,;) so angeordnet sind, daß ihre Kiihlmittelstrahlen unter einem großen Winkel auf die Oberflächen des Gießbandes (15) gerichtet sind, die innerhalb des Gehäuses (26) liegen, und daß Einrichtungen (27) zum Zuführen von Kühlmittel zu den Düsenöffnungen, um Strahlen gegen die Rückseite des Gießbandes zu richten, sowie Einrichtungen zum Absaugen des Kühlmittels aus dem Raum vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bandstützen als guerverlaufende Stützleisten (36) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das einen Raum umschließende Gehäuse (26) durch einen kastenähnlichen Rahmen gebildet ist, welcher eine erste horizontale Trennwand (34) umfaßt, die mit Abstand zum Weg des Gießbandes (15) und mit Abstand zu einer zweiten horizontalen Trennwand (31) angeordnet ist, um eine Einlaßberuhigungskammer (32) für das Kühlmittel zu begrenzen, daß mehrere Öffnungen (ti) in der ersten horizontalen Trennwand (34) zum Zuführen von Kühlmittel zur Rückseite des Gießbandes (15) und mehrere Rohre (zu0) zum Ableiten vorgesehen sind, welche mit den ersten und zweiten Trennwaalden (34, 31) zum Durchtritt von Wasser zu einem Wasserauslaß verbunden sind und sich durch dieselben erstrecken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der kastenähnliche Rahmen ein starres Gehause (26) umfaßt, das eine das Gießband (15) berührende Oberfläche an der Außenseite aufweist, daß eine Öffnung des Gehäuses innerhalb der das Gießband berührenden Fläche liegt und von dieser umgeben ist, ur,d daß die Bandstützen innerhalb der Öffnwn; angeordnet und durch die erste Trennwand (34) in Höhe der umgebenden Berührungsflache des Gießbandes getragen sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ILokillenhohlraum durch ein Paar beweglicher Gießbonder begrenzt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß eine Einrichtung (44, 45) zum Ändern der geoenseitigen Neigung der Gießbänder (15) am Kokillenhohlraum zur Änderung der in Längsrichtung verlaufenden Abschrägung desselben vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch , dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bandstützen (36), welche mit einem der Gießbänder (15) in Berührung stehen, an einem gemeinsamen Rahmen montiert sind, der schwenkbar am Einlaßende des Gießspaltes angebracht ist, WQ die Neigung des Weges des Gießbandes relativ zum Weg des anderen Gießbandes ändern zu können.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Rahmen federnd gegen einen festen Anschlag (48) gespannt ist, um ein Anwachsen des Abstandes zwischen den Gießbändern am Auslaßende des Kokillenhohlraumes entsprechend einer übermäßigen Dicke des verfestigten Netallbandes im Kokillenhohlra.ut an Auslaßende desselben zu erlauben.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Paar flexibler Randbegrenzer (22) mit einem der Gießbänder (15) umläuft und daß jeder der Randbegrenzer (22) zur Kompensation leichter gegenseitiger Neigung der Gießbänder (15) aus einem endlosen Band aus federndem, kopressiblen, wärmeisolierenden, warmfesten Material besteht. Leerseite