DE3423834A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen von metallschmelze, insbesondere von stahlschmelze - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen von metallschmelze, insbesondere von stahlschmelze

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DE3423834A1 DE19843423834 DE3423834A DE3423834A1 DE 3423834 A1 DE3423834 A1 DE 3423834A1 DE 19843423834 DE19843423834 DE 19843423834 DE 3423834 A DE3423834 A DE 3423834A DE 3423834 A1 DE3423834 A1 DE 3423834A1
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Description

374 - Fl/Sch1 - 4 - 27.6.84
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallschmelze, insbesondere von Stahlschmelze aus einem unten offenen Vorratsbehälter durch Kühlen unmittelbar zu einem Gußstrang.
5
Derartige Verfahren dienen der Erzeugung von Gußsträngen als Vormaterial, das unter Einhaltung eines Mindestverformungsgrades nachfolgend zu Blechband verwalzt wird. Das Verwalzen erfolgt entweder kalt oder warm. Für Vorwarmband betragen die Gießdicken in der Regel 25 bis 40 mm und für Vorkaltband 2 bis 8 mm. Die Breite solcher Metallbänder reicht bis ca. 2000 mm.
Es ist bekannt ("Handbuch des Stranggießens" von Dr. Erhard Herrmann, Aluminium-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1958, Seite 29, Hinweis 48), Metallschmelze nach einem Verfahren zu vergießen, bei dem auf das eine Ende eines teilweise beheizten und teilweise gekühlten Tisches gegossen wird und die Streifen durch am anderen Ende angebrachte Paare von übereinanderliegenden Walzen zu Blechen geformt werden. Dieses Verfahren aus dem Jahre 1907, nach welchem
Metalle, wie Blei, Zinn, Zink oder deren Legierungen, vergossen
wurden, wurde 1908 noch dadurch verbessert, indem der feststehende Gießtisch durch ein umlaufendes Band ersetzt wurde, um ein Reißen des entstehenden bandförmigen Bleches vor dem vollständigen Erstarren zu vermeiden. Erst nach genügender Verfestigung gelangte das Blech auf einen feststehenden Tisch und zwischen die Walzen.
Es ist ferner bekannt, beim kontinuierlichen Gießen von Metallschmelze aus einem unten offenen Vorratsbehälter zwischen zwei die Stranggießkokille bildenden Gießräder unmittelbar einzugießen. Die Metallschmelze wird auch unmittelbar zwischen Paaren von sich gegenüberliegenden Bändern bei seitlicher Begrenzung des Gießquerschnitts zu einem Gußstrang kontinuierlich vergossen.
374 - Π/Schi - 5 - 27.6.84
Diesen bekannten Verfahren haftet der Nachteil an, daß das Gießen vom metallostatisehen Druck bzw. ferrostatisehen Druck der Metallsäule und von der Gestaltung des Ausgußquerschnittes am Vorratsbehälter abhängig ist, so daß die Kontrolle der Gußstrangdicke kompliziert bzw. praktisch nicht möglich ist. Derartigen Verfahren haftet außerdem der Nachteil an, daß die Dickenverstellung für unterschiedliche Strangdicken äußerst problematisch, wenn nicht sogar völlig unmöglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gießverfahren mit der zugehörigen Vorrichtung vorzuschlagen, das eine von anderen Parametern weitestgehend unabhängig bzw. unbeeinflußt lassende Dickeneinstellung ermöglicht, wobei besonders dünne Gußstränge erzeugt werden können.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallschmelze im Bereich der Bodenöffnung an einer der Strangabzugsseite abgewandten Wandung des Vorratsbehälters aus der Vertikalen durch kontinuierliches Aufgeben auf ein bewegtes, weitestgehend ebenes Metallband hoher Wärmeleitfähigkeit in die Richtung des in Strangabzugsrichtung bewegten Metallbandes umgelenkt wird, wobei zwischen Vorratsbehälter und Metallband mit zumindest der der Strangabzugsseite zugewandten Vorratsbehälterwandung ein Dickenabstand für den Gußstrang eingestellt wird. Ein solches Verfahren verursacht keinerlei Probleme an der Funktionsstelle zwischen Vorratsbehälter und bewegtem Metallband, weil an der Umlenkungsstelle zwischen Vorratsbehälter und Metallband durch den Meniskus der Metallschmelze unter Einhaltung eines Bewegungsspaltes auf besondere Abdichtungsmittel verzichtet werden kann.
Die Dickeneinstellung selbst erfolgt hierbei vorteilhafterweise durch eine gegenüberliegende Wandung des Vorratsbehälters, wobei ebenfalls besonders vorteilhaft ist, die Menge des pro Zeiteinheit ausfließenden Metall Schmelzenstromes durch einen geeigneten Querschnitt der Bodenöffnung im voraus zu begrenzen.
374 - Π/Schi - 6 - 27.6.84
Bei diesem Verfahren treten dennoch keine Probleme der Regelung für die Gießgeschwindigkeit auf, da eine Verbesserung der Erfindung darin besteht, daß die Gießgeschwindigkeit durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Metallbandes und die Wärmeabfuhr des Metallbandes geregelt wird.
Eine gewisse Beeinflussung der Gießgeschwindigkeit kann aus metallurgischen Gründen dadurch erfolgen, daß die Gießgeschwindigkeit durch die metallostatisehe (ferrostatische) Höhe im Vorratsbehälter geregelt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 1st vorteilhafterweise dahingehend gestaltet, daß der Vorratsbehälter an seiner Unterseite eine Ausfließöffnung mit Strangbreite bildet, die auf der der Strangabzugsrichtung abgewandten Seite durch eine mit Bewegungsspalt zu einem über Stützrollen geführten, gekühlten Metallband angeordnete Vorratsbehälterwand und durch eine auf der der Strangabzugsrichtung zugewandten Seite den Querschnitt des Vorratsbehälters verengenden Vorratsbehälterwandung begrenzt ist. Der Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht in einem großvolumigen Vorratsgefäß, das mit einer relativ kleinen Ausflußöffnung versehen ist, so daß auch bei niedriger metal1ostatischer Höhe stets genügend Metallschmelze zum kontinuierlichen Gießen vorhanden ist.
Eine Dickenverstellung für unterschiedliche Dicken des Gußstranges wird nunmehr dahingehend vorgenommen, daß die auf der Strangabzugsseite befindliche Vorratsbehälterwandung auf eine Höhe entsprechend der Gußstrangdicke über dem Metallband einstellbar ist.
Eine andere Art der Dickeneinstellung ist dadurch möglich, daß der Vorratsbehälter um die untere Kante der der Strangabzugsseite abgewandten Vorratsbehälterwandung kippbar ist.
3423
374 - Π/Schi - 7 - 27.6.84
Vorrichtungstechnisch wird eine Trennung zwischen heißer und gekühlter Seite des Gießvorganges vorteilhafterweise dadurch erleichtert, daß das Metallband hoher Wärmeleitfähigkeit auf seiner dem Gußstrang abgewandten Oberfläche gekühlt ist. 5
Eine derartige Kühlung des Metallbandes, d.h. eine kurze Wärmedurchgangsstrecke wird dadurch erzielt, daß das Metallband hoher Wärmeleitfähigkeit eine Dicke von ca. 1 bis 2 mm aufweist.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Bewegungsspalt zwischen Vorratsbehälter und Metallband ca, 0,2 bis 1,0 mm beträgt. Hierbei ist unter Bewegungsspalt der Abstand des Vorratsbehälters im Bereich des Meniskus1 der Metallschmelze zu verstehen.
Neben dem Vorratsbehälter ist für die Vorrichtung lediglich erforderlich, daß das Metallband um mehrere Stützrollen geführt ist, von denen zumindest eine als Spannrolle für das Metallband dient und von denen zumindest eine drehangetrieben ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, anhand dessen das Verfahren beschrieben wird.
Es zeigen
25
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung und Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht mit Blickrichtung auf
den Ausgang des Vorratsbehälters. 30
Die Metallschmelze 1 befindet sich unter Gießtemperatur in dem Vorratsbehälter 2, der mit einer Bodenöffnung 3 versehen ist. Der Vorratsbehälter 2 bildet eine Strangabzugsseite 4, auf der der
374 - H/Schi - 8 - 27.6.84
Gußstrang 5 in Strangabzugsrichtung 6 abgezogen wird. Auf dieser Strangabzugsseite 4 befindet sich die Wandung 7 des Vorratsbehälters 2. Die der Strangabzugsseite 4 abgewandte Vorratsbehälterwand 8 bildet mit einem Metallband 9 hoher Wärmeleitfähigkeit einen Bewegungsspalt 10, der bei einer Höhe von ca. 0,2 bis 1,0 mm die Metallschmelze 1 veranlaßt, den Bewegungsspalt in Form eines Meniskus1 11 zu verschließen. Im Bewegungsspalt 10 wird die Metallschmelze 1 durch einen Gasschleier bzw. durch Gasstrahlen aus inerten Gasen, wie z.B. Argon oder Stickstoff, verschlossen bzw. von außen unter einen höheren Druck gesetzt.
Die Metallschmelze 1 gelangt aus der Vertikalen 12 durch Umlenken an der Vorratsbehälterwand 8 in die Horizontale 13 und berührt hierbei die Oberseite 9a des Metallbandes 9, das an seiner Unterseite 9b mittels Kühlmittel strahl en 14 derart gekühlt wird, daß die Wärmeabfuhr in Richtung dieser Kühlung größer ist als der Wärmestrom der Metallschmelze 1. Die Temperatur des Metallbandes 9 bleibt bei dieser Kühlungsintensität stets auf dem Temperaturniveau des Kühlmedi ums. Die Vorratsbehälterwandung 7 auf der Strangabzugsseite 4 bestimmt mit ihrem unteren Ende 7a den Dickenabstand 15 und damit die Dicke des Gußstranges 5. Das Metallband 9 1st über eine Reihe von Stützrollen 16 geführt, die das Gewicht des Gußstranges 5 tragen. Die Abstände der Stützrollen 16 sind hierbei derart gewählt, daß zwischen je zwei Stützrollen 16 bei entsprechend unter Zugspannung stehendem Metallband 9 eine horizontale Auflage entsteht. Das Metallband könnte jedoch auch unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen angeordnet sein. Das Metallband 9 ist ferner mit zumindest einer angetriebenen Stützrolle 16 und einer als Spannrolle ausgeführten Stützrolle versehen. Die angetriebene Stützrolle 16 überträgt auf das Metallband 9 eine solche Bewegungsgeschwindigkeit, die bei entsprechender Wärmeleitfähigkeit des biegefähigen Metallbandes der Gießgeschwindigkeit entspricht. Die Gießgeschwindigkeit kann auch durch die metallostatisehe (ferrostatische) Höhe 17 der Metallschmelze 1, d. h. durch die Gießspiegel höhe 17a, beeinflußt werden.
374 - Fl/Schi - 9 - 27.6.84
Die Gießspiegel höhe 17a ist jedoch nicht das eigentliche Kriterium für die Regelung. Vielmehr ist die Dynamik der Metallschmelze 1 in dem Zusammenwirken der Bodenöffnung 3 mit dem Metallband 9 maßgebend, wobei die Umlenkung der Strömung von der Vertikalen 12 in die Horizontale 13 eine automatische Regelung darstellt.
Die Vorrichtung besteht aus dem Vorratsbehälter 2, der an seiner Unterseite am Ende 7a der Vorratsbehälterwandung 7 eine Ausfließöffnung 3a mit Strangbreite und durch den Abstand zu dem Metallband 9 mit Strangdicke bildet. Auf der der Strangabzugsrichtung 6 entgegengesetzten Seite 18 ist zwischen der Vorratsbehälterwand 8 und dem Metallband 9 der Bewegungsspalt 10 belassen, der so eingestellt ist, daß sich der erwähnte Meniskus 11 einstellt. Auf der Strangabzugsseite 4 verengt die Vorratsbehälterwandung 7 den Querschnitt des Vorratsbehälters 2 derart, daß sowohl eine horizontale Öffnung als auch eine vertikale Öffnung entsteht, wobei das Ende 7a der Vorratsbehälterwandung 7 die Gußstrangdicke bzw. den Dickenabstand 15 bestimmt und gleichzeitig die Wirkung einer Stranggießkokille überträgt. Es ist selbstverständlich möglich, was durch den Pfeil 19 nur angedeutet wird, den Dickenabstand 15 durch Heben oder Senken der Vorratsbehälterwandung 7 einstellbar zu gestalten.
Das Metallband 9 hoher Wärmeleitfähigkeit ist von einer solchen Dicke, daß eine entsprechend hohe Wärmedurchgangsleistung und eine ausreichende Flexibilität bei hoher Zugkraftübertragung gewährleistet sind. Den Bewegungsspalt 10 zwischen dem Vorratsbehälter 2 und dem Metallband 9 stellt man z.B. beim Gießen von Stahlschmelze auf 0,2 mm ein. Das Metallband 9 wird hierbei durch eine der Stützrollen 16 gespannt gehalten und durch zumindest eine der Stützrollen 16 in Pfeilrichtung 20 angetrieben.

Claims (10)

Mannesmann Aktiengesellschaft 27. Juni 1984 Mannesmannufer 2 23 374 - Fl/Schi Düsseldorf Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallschmelze, insbesondere von Stahlschmelze Patentansprüche
1. Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Metallschmelze, insbesondere von Stahlschmelze, aus einem unten offenen Vorratsbehälter, durch Kühlen unmittelbar zu einem Gußstrang, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallschmelze (1) im Bereich der Bodenöffnung (2) an einer der Strangabzugsseite (4) abgewandten Wand (8) des Vorratsbehälters (2) aus der Vertikalen (12) durch kontinuierliches Aufgeben auf ein bewegtes, weitestgehend ebenes Metallband (9) hoher Wärmeleitfähigkeit in die Richtung des in Strangabzugsrichtung (6) bewegten Metallbandes (9) umgelenkt wird, wobei zwischen Vorratsbehälter (2) und Metallband (9) mit zumindest der der Strangabzugsseite (4) zugewandten Vorratsbehälterwandung (7) ein Dickenabstand (15) für den Gußstrang (5) eingestellt wird.
374 - Fl/Schi - 2 - 27.6.84
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gießgeschwindigkeit durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Metallbandes (9) und die Wärmeabfuhr des MetaTlbandes (9) geregelt 5, wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gießgeschwindigkeit durch die metallostatisehe (ferrostatische) Höhe (17) im Vorratsbehälter (2) zusätzlich geregelt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorratsbehälter (2) an seiner Unterseite eine Ausfließöffnung (3a) mit Strangbreite bildet, die auf der der Strangabzugsrichtung (6) abgewandten Seite (18) durch eine mit Bewegungsspalt (10) zu einem über Stützrollen (16) geführten, gekühlten Metallband (9) angeordnete Vorratsbehälterwand (8) und durch eine auf der der Strangabzugsrichtung (6) zugewandten Seite (4) den Querschnitt des Vorratsbehälters (2) verengenden Vorratsbehälterwandung (7) begrenzt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf der Strangabzugsseite (4) befindliche Vorratsbehälterwandung (7) auf eine Höhe entsprechend der Gußstrangdicke (15) über dem Metallband (9) einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorratsbehälter (2) um die untere Kante der der Strangabzugsseite (4) abgewandten Vorratsbehälterwandung (8) kippbar 1st.
374 - FI/Schi - 3 - 27.6.84
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Metallband (9) hoher Wärmeleitfähigkeit auf seiner dem Gußstrang abgewandten Oberfläche (9b) gekühlt ist. 5
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Metallband (9) hoher Wärmeleitfähigkeit eine Dicke von ca. 1 bis 2 mm aufweist. 10
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsspalt (10) zwischen Vorratsbehälter (2) und
Metallband (9) ca. 0,2 mm bis 1,0 mm beträgt. 15
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (9) um mehrere Stützrollen (16) geführt ist, von denen zumindest eine als Spannrolle für das Metallband dient und von denen zumindest eine drehangetrieben ist.
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