DE2950406C2

DE2950406C2 - Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallbandes

Info

Publication number: DE2950406C2
Application number: DE19792950406
Authority: DE
Inventors: Isao Iwaki Ikuta; Joo Hitachi Ishihara; Hideo Katsuta Suzuki; Sadami Katsuta Tomita
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Metals Ltd; Research Development Corp of Japan
Current assignee: Hitachi Ltd; Japan Science and Technology Agency; Proterial Ltd
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1986-12-04
Also published as: DE2950406A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallbandes auf eine sich mit großer Umfangsgeschwindigkeit drehende Gießwalze, ehe einen Antrieb für die Gießwalze und eine Stranggießdüse für die Schmelzenzufuhr aufweist.

Es ist bereits bekannt, eine Metallschmelze auf die Oberfläche einer Gießwalze zu gießen, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, und das Metall schnell abzukühlen, um es zu einem Metallband zu verfestigen. Die Gießwalze ist mit einem Antrieb verbunden und hat eine Stranggießdüse für die Schmelzenzufuhr auf die Umfangsfläche der Gießwalze. Die Gießwalze kann mit Wasser gekühlt werden.

Zu Beginn des Gießvorgangs ist die Temperatur der Gießwalzenoberfläche so niedrig, daß das Metallband nicht an der Gießwalzenoberfläche haftet und eine glatte Trennung des Metallbandes von der Gießwalzenoberfläche aufgrund der Zentrifugalkraft gewährleistet ist. Während des Gießvorgangs steigt die Temperatur der Walzenoberfläche jedoch, was auch zu einer Erhöhung der Adhäsionskraft des Metallbändes an der Gießwalzenoberfläche führt, so daß die Haftlänge des Metallbandes am Umfang immer größer wird, bis sich schließlich das Metallband über die gesamte Umfangsfläche der Gießwalze erstreckt, was zu einer Unterbrechung des Gießvorgangs führt und zu Beschädigungen der Stranggießdüse führen kann.

Während ein sich ohne Kontakt mit der Gießwalzenoberfläche verfestigendes Metallband relativ glatte Oberflächen hat, weist das sich in Kontakt mit der Gießwalzenoberfläche verfestigende Metallband an der Kontaktfläche eine Vielzahl von Aussparungen und Vertiefungen auf, deren Anzahl mit der Kontaktlänge steigt Dies bedeutet, daß mit zunehmender Kontaktlänge zwischen dem sich verfestigendem Metallband und der Gießwalzenoberfläche die Oberflächenrauhigkeit der Kontaktfläche des Metallbandes zunimtrt Da sich die magnetischen Eigenschaften abhängig von der Rauhigkeit stark ändern, haben aus dem so gefertigten Metallband hergestellte Bauelemente unterschiedliche magnetische Eigenschaften. So nimmt mit steigender

is Oberflächenrauhigkeif bei einem Metallband aus Nickel, Bor, Silizium und Ferrolegierungen die magnetische Flußdichte ab, während die Koerzitivkraft zunimmt Es ist somit nicht möglich, aus diesem Metallband Bauelemente für mechanische oder elektrische Verwen dungszwecke zu erhalten, die homogene Eigenschaften haben.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die sich in Kontakt mit der Gießwalzenoberfläche auf einer vorgegebenen

Kontaktlänge verfestigenden Metallbänder auf ihrer

gesamten Länge eine gleichförmige Oberflächenglätte hoher Qualität hahen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei der eingangs

genannten Vorrichtung durch eine Einrichtung zum Aufstrahlen eines Gases auf die Umfangsfläche der Gießwalze entgegengesetzt zu deren Drehrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß durch Aufstrahlen des Glases auf die Umfangsflä ehe der Gießwalze entgegengesetzt zu deren Drehrich tung sich ein Metallband herstellen läßt das sich in Kontakt mit der Gießwalzenoberfläche verfestigt ohne daß sich Aussparungen und Vertiefungen bilden, also bei der Verfestigung eine sehr glatte Oberfläche des Metallbandes erreicht wird. Aufgrund dieser glatten Oberflächenbeschaffenheit sind auch die davon abhängigen physikalischen Eigenschaften des Metallbandes homogen. Die Glätte der Kontaktfläche des verfestigten Metallbandes wird auch vom Vorhandensein eines Oxydfilms auf der Gießwalzenoberfläche beeinflußt Die Bildung eines Oxydfilms auf der Gießwalzenoberfläche wird weitgehend mit der Maßnahme nach Unteranspruch 7 verhindert nach der ein nicht oxydie rendes Gas in dir erfindungsgemäßen Weise auf die Umfangsfläche der Gießwalze 1 aufgeblasen wird.

Mit der Maßnahme nach Unteranspruch 2 wird erreicht daß das oxydierende Gas mit einem möglichst großen Bereich der Gießwalzenoberfläche kontaktiert werden kann, was gleichzeitig die Ablösung des Metallbandes von der Gießwalzenoberfläche erleichtert

Mit der Maßnahme nach Unteranspruch 3 wird der Kontakt des Umgebungsgases mit der auf die Gießwalze aufgebrachten Schmelze weitgehend reduziert, so daß Einschlüsse dieses Umgebungsgases im Metall und damit verbundene Oberfläehenunebenheiten ausgeschlossen sind. Mit der Maßnahme nach Unteranspruch 4 kann das abgesaugte Umgebungsgas entfernt vor dem Auftreffpunkt der Schmelze auf die Umfangsfläche der Gießwalze an die Umgebungsatmosphäre abgeführt werden.

Mit den Maßnahmen nach Unteranspruch 4 und 5 wird erreicht, daß durch das Beheizen der Oberfläche der Gießwalze in ihrer Drehrichtung vor der Stranggießdüse Feuchtigkeit und Gase von der Gießwalzenoberfläche entfernt werden, so daß ein Einschluß dieser Gase und Dämpfe in der aus der Stranggießdüse kommenden Schmelze und weiterhin in dem sich verfestigenden Metall ausgeschlossen bleibt

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich verschiedene Arten von Metallbändern stranggießen, ι ο auch Bänder aus solchen Metallen, die sonst nur schwierig zu Bändern zu vergießen sind. Es können auch Metallbänder aus amorphem Metall hergestellt werden.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert Es zeigt ι s

F i g. 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung schematisch teilweise geschnitten in einer Seitenansicht

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von F i g. 1 und

F i g. 3 in einem Diagramm einen Verlauf der Glätte der Kontaktfläche des Metallbandes, das mit der Vorrichtung von F i g. 1 hergestellt ist

Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallbandes hat eine Gießwalze 1, die von einem Motor 2 angetrieben wird. Oberhalb der Gießwalze 1 ist eine Stranggießdüse 3 für die Aufnahme und Zuführung der Metallschmelze 5 angeordnet deren Ausflußöffnung im Abstand von der Gießwalzenoberfläche angeordnet ist Die Stranggießdüse 3 ist für die Zuführung von Wärme von einer Hochfrequenzspule 4 umschlossen.

Die aus der Stranggießdüse 3 unter Druck ausströmende Metallschmelze 5 wird gegen die Umfangsfläche der Gießwalze 1 gepreßt die sich in Richtung des Pfeils 12 dreht wobei die Schmelze ein sich in Kontakt mit der Gießwalze 1 verfestigendes Metallband 6 bildet In Drehrichtung 12 der Gießwalze 1 ist in einem bestimmten Abstand von der Stranggießdüse 3 eine Einrichtung 7 zum Aufstrahlen eines Gases in Form einer Düse angeordnet die im wesentlichen tangential zur Umfangsrichtung der Gießwalze 1 gerichtet ist und aus der Gas entgegengesetzt zur Drehrichtung der Gießwalze 1 auf deren Umfangsfläche geblasen wird, wobei an dieser Stelle das Metallband 6 von der Gießwalze 1 abgelöst wird.

In Drehrichtung der Gießwalze 1 vor der Stranggießdüse 3 !st eine Abdeckeinrichtung 8 vorgesehen, die einen Teil der Umfangsfläche der Gießwalze 1 überdeckt Die Abdeckeinrichtung 8, die einen Abschnitt jeder Stirnseite der Gießwalze 1 und einen festgelegten Umfangjbereich überdeckt ist mit einer Absaugeinrichtung 9 in Form eines Gebläses versehen, wodurch in der Abdeckeinrichtung 8 ein Unterdruck erzeugt wird, der mit einem als U-Rohr ausgebildeten Manometer 10 gemessen wird.

In der Abdeckeinrichtung 8 ist eine Heizeinrichtung 11 angeordnet die den jeweiligen Gießwalzenbereich vor dem Erreichen der Gießdüse 3 erhitzt, wodurch Feuchtigkeit und Gase auf der Gießwalzenoberfläche verdampft bzw. entfernt und mit der Absaugeinrichtung 9 abgeführt werden.

Die Gießwalze 1 kann aus einem Werkzeugstahl mit in Gewichtsprozent 035 C, 0,8 Si, 0,3 Mn, 4,8 Cr, 1,2 Mo, 1,0 V, Rest Eisen, hergestellt werden. Sie kann einen Durchmesser von 300 mm aufweisen und eine Axiallänge von 40 mm haben. Die Umfangsfläche ist mit einer Chromschicht von 15 um plattiert Der AbstanH zwischen der Gießdüse 3 und der Gießwalze 1 beträgt 0,15 mm. Die Einrichtung 7 zum Aufstrahlen eines Gases auf die Umfangsfläche der Gießwalze 1 ist von der Gießdüse 3 in Drehrichtung der Gießwalze 1 in einem Abstand von ³Λ JtR angeordnet wenn R der Gießwalzenradius ist Mit dieser Gießwal - soll ein Metallband 6 aus einer Schmelze geformt ■■ erder-, die in Atomprozent 70 Fe, 8 Ni, 10 Si und 12 B aufweist Die Gießwalze 1 dreht mit 2000 Upm, der Überdruck, mit dem die Schmelze aus der Stranggießdüse 3 gedruckt wird, betrigt 034 bar, die Temperatur der Schmelze 1270⁰C. Aus der Einrichtung 7 zum Aufstrahlen eines Gases in Form einer Düse strömt gasförmiger Stickstoff unter einem Druck von 4 bar aus. In der Abdeckeinrichtung 8 herrscht ein Unterdruck, der gegenüber der Umgebungsatmosphäre 200 Pa beträgt Das kontinuierlich gebildete Metallband hat eine Stärke von etwa 30 μΐη, eine Breite von etwa 50 mm und eine Länge von mehr als 100 m. Dieses Metallband 6 hat über seiner Länge eine mittlere Rauhigkeit von etwa 0,2 μπι, auf der mit der Gießwalze 1 in Kontakt kommenden Oberfläche, was aus F i g. 3 zu ersehen ist

Abhängig von dem in der Abdeckeinrichtung herrschenden Unterdruck ändert sich die Länge des Metallbandes 6, mit der es mit der Gießwalze 1 in Kontakt steht Wenn der Druck in der Abdeckeinrichning 8 dem Umgebungsdruck entspricht beträgt die Kontaktlänge etwa 60 bis 70 mm, bei einer Druckdifferenz von 100 Pa beträgt die Haftlänge etwa 250 mm, sie erreicht bei einer Druckdifferenz von 200 Pa eine konstant bleibende Kontaktlänge von etwa 350 mm. Durch die kontaktseitig bedingte Kühlwirkung lassen sich Bänder 6 aus amorphen Metall in einfacher Weise herstellen.

Hieizu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallbandes auf eine sich mit großer Umfangsgeschwindigkeit drehende Gießwalze, die einen Antrieb für die Gießwalze und eine Stranggießdüse für die Schmelzenzufuhr aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (7) zum Aufstrahlen eines Gases auf die Umfangsfläche der Gießwalze (1) entgegengesetzt zu deren Drehrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Einrichtung (7) derart, daß der Gasstrahl in eine Richtung im wesentlichen tangential zur Lfmfangsrichtung der Gießwalze (t) gerichtet ist

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Abdeckeinrichtung (8) für die Umfangsfläche der Gießwalze (t) in der Nähe des Auftreffpunktes der Schmelze auf die Umfangsfläche um! durch eine Absaugeinrichtung (9) zum Abführen des Umgebungsgases aus der Abdeckeinrichtung (8).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführöffnung der Absaugeinrichtung (9) in Drehrichtung der Gießwalze (1) vor der Stranggießdüse (3) angeordnet ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine in Drehrichtung der Gießwalze (1) vor der Stranggießdüse (3) angeordnete Heizeinrichtung (11) zum Erhitzen der vorbeilaufenden Gießwalzenoberfläche.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (11) in der Abdeckeinrichtung (8) angeordnet ist

7. Verwendung von einem η sht oxydierenden Gas als aufzustrahlendes Gas bei einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.