DE3423834C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallschmelze, insbesondere von Stahlschmelze mit einem unten offenen Vorratsbehälter, der im Bereich der Bodenöffnung an einer der Strangabzugsseite abgewandten Wand mit einem horizontalen Metall­ band eine Ausfließöffnung bildet, wobei zwischen Vorratsbehälter und Metallband mit zumindest der der Strangabzugsseite zugewandten Vor­ ratsbehälterwandung ein Dickenabstand für den Gußstrang gegeben ist.

Die mit einer derartigen Vorrichtung erzeugten Gußstränge dienen 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 in einer Art zu vergießen, bei der auf das eine Ende eines teilweise beheizten und teilweise gekühlten Tischs gegossen wird und die Streifen durch am anderen Ende angebrachte Paare von übereinanderliegenden Walzen zu Blechen geformt werden. Dieses Ver­ fahren 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 Metall­ schmelze aus einem unten offenen Vorratsbehälter zwischen zwei die Stranggießkokille bildenden Gießräder unmittelbar einzugießen. Die Metallschmelze wird auch unmittelbar zwischen Paaren von sich gegen­ überliegenden Bändern bei seitlicher Begrenzung des Gießquerschnitts zu einem Gußstrang kontinuierlich vergossen.

Diesen Gießarten haftet der Nachteil an, daß das Gießen vom metallo­ statischen Druck bzw. ferrostatischen Druck der Metallsäule und von der Gestaltung des Ausgießquerschnitts am Vorratsbehälter abhängig ist, so daß die Kontrolle der Gußstrangdicke kompliziert bzw. prak­ tisch nicht möglich ist. Derartigen Gießarten haftet außerdem der Nachteil an, daß die Dickenverstellung für unterschiedliche Strang­ dicken äußerst problematisch, wenn nicht sogar völlig unnöglich ist.

Die eingangs bezeichnete Vorrichtung ist teilweise aus der europäischen Patentschrift 0 040 070 bekannt. Auch die bekannte Vor­ richtung bildet an einem unten offenen Vorratsbehälter im Bereich der Bodenöffnung zusammen mit einem horizontal bewegten Metallband eine Ausfließöffnung, wobei zwischen Vorratsbehälter und Metallband mit zumindest der der Strangabzugsseite zugewandten Vorratsbehälterwan­ dung ein Dickenabstand für den Gußstrang gegeben ist. Bei derartigen Vorrichtungen ist es jedoch relativ schwierig, wenn nicht gar völlig unmöglich, anders als über die gesamte Beabstandung des Behälters eine Abstandsveränderung und damit eine Dickenveränderung des Guß­ stranges vorzunehmen. In den meisten Fällen ist eine derartige Guß­ strang-Dickenveränderung deshalb unmöglich, weil sich bei größer wer­ dendem Abstand des Vorratsbehälters der der Gußstrangbewegungsrich­ tung abgewandte Teil der Behälterwandung ebenfalls von dem Metallband wegbewegt, so daß unerwünscht Gießmetall in die falsche Richtung ausfließt. In extremen Fällen scheitert daher das Gießen aus einem Vorratsbehälter mit einer im Bereich der Bodenöffnung angeordneten Ausfließöffnung schon an der Möglichkeit, eine Dickeneinstellung des Gußstranges vorzunehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem Vorratsbehälter vorzuschlagen, deren Ausfließöffnung eine von anderen Parametern weitestgehend unabhängig bzw. unbeeinflußt lassende Dickeneinstellung ermöglicht, wobei besonders dünne Guß­ stränge erzeugt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird bei der eingangs bezeichneten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorratsbehälter an seiner Unterseite die Ausfließöffnung mit Strangbreite bildet, die auf der der Strangauszugsrichtung abgewandten Seite durch eine mit Bewe­ gungsspalt zu einem über Stützrollen geführten, gekühlten Metallband angeordnete Vorratsbehälterwand und durch eine auf der der Strangab­ zugsrichtung zugewandten Seite den Querschnitt des Vorratsbehälters verengende Vorratsbehälterwandung begrenzt ist, wobei die auf der Strangabzugsseite befindliche Vorratsbehälterwandung auf eine Höhe entsprechend der Gußstrangdicke über dem Metallband einstellbar ist. Eine derartige Vorrichtung 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 Bewe­ gungsspaltes 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 ausfließen­ den Metallschmelzenstromes durch einen geeigneten Querschnitt der Bodenöffnung schon vor dem Austreten des Flüssigmetallstromes zu be­ grenzen. Ein weiterer Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht in einem großvolumigen Vorratsgefäß, das mit einer relativ kleinen Aus­ flußöffnung versehen ist, so daß auch bei niedriger metallostatischer Höhe stets genügend Metallschmelze zum kontinuierlichen Gießen vor­ handen ist.

Eine andere Art der Dickeneinstellung ist dadurch möglich, daß der Vorratsbehälter um die untere Kante der der Strangabzugsseite abgewandten Vorratsbehälterwandung kippbar ist.

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.

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 Meniskus der Metallschmelze zu verstehen.

Neben dem Vorratsbehälter ist für die Vorrichtung lediglich erfor­ derlich, 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 zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung und

Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht mit Blickrichtung auf den Ausgang des Vorratsbehälters.

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 Gußstrang 5 in Strangabzugsrichtung 6 abgezogen wird. Auf dieser Strangabzugsseite 4 befindet sich die Wandung 7 des Vorratsbehäl­ ters 2. Die der Strangabzugsseite 4 abgewandte Vorratsbehälter­ wand 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 Meniskus 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 9 a des Metallbandes 9, das an seiner Unter­ seite 9 b mittels Kühlmittelstrahlen 14 derart gekühlt wird, daß die Wärmeabfuhr in Richtung dieser Kühlung größer ist als der Wär­ mestrom der Metallschmelze 1. Die Temperatur des Metallbandes 9 bleibt bei dieser Kühlungsintensität stets auf dem Temperaturni­ veau des Kühlmediums. Die Vorratsbehälterwandung 7 auf der Strang­ abzugsseite 4 bestimmt mit ihrem unteren Ende 7 a den Dickenab­ stand 15 und damit die Dicke des Gußstranges 5. Das Metallband 9 ist 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 9 der Gießgeschwindigkeit entspricht. Die Gießgeschwindigkeit kann auch durch die metallostatische (ferrostatische) Höhe 17 der Metallschmelze 1, d. h. durch die Gießspiegelhöhe 17 a, beeinflußt werden.

Die Gießspiegelhöhe 17 a 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.

Der Vorratsbehälter 2 bildet an seiner Unterseite am Ende 7 a der Vorratsbehälterwandung 7 eine Ausfließ­ öffnung 3 a mit Strangbreite und durch den Abstand zu dem Metallband 9 mit Strangdicke. Auf der der Strangabzugs­ richtung 6 entgegengesetzten Seite 18 ist zwischen der Vorrats­ behälterwand 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 Vorrats­ behälterwandung 7 den Querschnitt des Vorratsbehälters 2 derart, daß sowohl eine horizontale Öffnung als auch eine vertikale Öffnung entsteht, wobei das Ende 7 a der Vorratsbehälterwandung 7 die Gußstrangdicke bzw. den Dickenabstand 15 bestimmt und gleich­ zeitig 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 Vorrats­ behälterwandung 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 gewähr­ leistet 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 (6)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallschmelze, insbesondere von Stahlschmelze, mit einem unten offenen Vorratsbehälter, der im Bereich der Bodenöffnung an einer der Strangabzugsseite abgewandten Wand mit einem horizontalen Metallband eine Ausfließöffnung bildet, wobei zwischen Vorratsbehälter und Metallband mit zumindest der der Strangabzugsseite zugewandten Vorratsbehälterwandung ein Dickenabstand für den Gußstrang gegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (2) an seiner Unterseite die Ausfließöffnung (3 a) mit Strangbreite bildet, die auf der der Strangabzugsrichtung (6) abgewandten Seiten (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) verengende Vorratsbehälterwandung (7) begrenzt ist, wobei die auf der Strangabzugsseite (4) befindliche Vorratsbehälterwandung (7) auf eine Höhe entsprechend der Gußstrangdicke (15) über dem Metallband (9) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (2) um die untere Kante der der Strangabzugsseite (4) abgewandten Vorratsbehälterwandung (8) kippbar ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (9) hoher Wärmeleitfähigkeit auf seiner dem Gußstrang abgewandten Oberfläche (9 b) gekühlt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (9) hoher Wärmeleitfähigkeit eine Dicke von ca. 1 bis 2 mm aufweist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsspalt (10) zwischen Vorratsbehälter (2) und Metallband (9) ca. 0,2 mm bis 1,0 mm beträgt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (9) um mehrere Stützrollen (16) geführt ist, von denen zumindest eine als Spannrolle für das Metallband (9) dient und von denen zumindest eine drehangetrieben ist.