DE3802202A1 - Verfahren zum stranggiessen eines duennen bandes oder einer duennen bramme sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum stranggiessen eines duennen bandes oder einer duennen bramme sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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- B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen
eines dünnen Bandes oder einer dünnen Bramme, insbesondere
aus Stahl in einer Dicke zwischen 1 und 20 mm, durch
Aufgießen von Metallschmelze auf eine Trommeloberfläche
einer ersten Gießtrommel, Bilden eines Gießspaltes mittels
einer mit ihrer Trommeloberfläche in der Dicke des Bandes
bzw. des Stranges von der ersten Gießtrommel distanziert
angeordneten zweiten Gießtrommel, wobei sich an den
Trommeloberflächen der ersten und zweiten Gießtrommel
durch Kontakt mit der Metallschmelze und Bildung eines
Sumpfes zwischen den beiden Gießtrommeln Strangschalen
ausbilden, und Fördern der sich hierbei auf den
Trommeloberflächen der beiden Gießtrommeln bildenden
Strangschalen durch Rotation der ersten und zweiten
Gießtrommel sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens mit
- - zwei einen Gießspalt begrenzenden Gießtrommeln,
- - einem um die Achse einer ersten Gießtrommel mittels einer Schwenkeinrichtung schwenkbaren Stützgestell, in dem die zweite Gießtrommel drehbar gelagert ist,
- - einem an die erste Gießtrommel mit einer Ausgießschnauze anstellbaren Gefäß und
- - den Gießspalt zwischen der ersten und zweiten Gießtrommel seitlich abdeckenden Begrenzungseinrichtungen.
Aus der EP-A - 01 54 250 sind ein Verfahren und eine
Stranggießanlage dieser Art bekannt, mit der dünne Bänder
bzw. dünne Brammen herstellbar sind. Die zweite
Gießtrommel ist hierbei unmittelbar bei der Aufgießstelle
der Schmelze auf die erste Gießtrommel vorgesehen, so daß
der zwischen den Gießtrommeln entstehende flüssige Sumpf
sich unmittelbar an der Aufgießstelle befindet. Die erste
Gießtrommel ist entlang ihres Umfanges zusätzlich zur
zweiten Gießtrommel von einer Reihe von Rollen umgeben,
die für die Führung und Kühlung des gegossenen Stranges
sorgen. Die Schmelzenzufuhr erfolgt hier an der sich
aufwärts bewegenden Seite der sich drehenden ersten
Gießtrommel. Der Strang weist über einen Großteil des
Umfanges der ersten Gießtrommel noch einen flüssigen Kern
auf. Die Erstreckung des flüssigen Kerns über die erste
Gießtrommel bedingt eine aufwendige Konstruktion der
bekannten Anlage, da der Strang in diesem Bereich
besonders sorgfältig abgestützt und geführt werden muß.
Zudem besteht das Problem, daß an der sich aufwärts
bewegenden Seite der ersten Gießtrommel für einen
hinreichend großen ferrostatischen Druck gesorgt werden
muß, um den innerhalb der Strangschale befindlichen
Hohlraum mit flüssiger Schmelze gefüllt zu halten,
insbesondere in dem sich aufwärts bewegenden Teil des
Stranges. Dabei besteht die Gefahr eines
Strangdurchbruches mit unkontrolliertem Austritt von
Schmelze.
Aus der EP-B - 00 40 072 ist es bekannt, zur Erzeugung
sehr dünner Bänder - mit amorpher Erstarrung des Metalles
- das flüssige Metall mit einer Gießtrommel nur in einer
Dicke in Kontakt kommen zu lassen, bei der eine sofortige
Durcherstarrung der Metallschicht an der
Gießtrommeloberfläche gesichert ist. Die Dicke hängt somit
von der Umfangsgeschwindigkeit der Gießtrommel und von den
metallurgischen Eigenschaften der Schmelze ab. Ein Band
etwas größerer Dicke, also im Bereich zwischen 1 und
20 mm, würde eine zu starke Abkühlung bzw. eine zu lange
Kühlstrecke bedingen, um eine sofortige Durcherstarrung
sicherzustellen und ist daher mit einer Anlage dieser Art
nicht herstellbar.
In der AT-B-3 31 435 ist beschrieben, auf eine rotierende
Gießtrommel Schmelze aufzubringen. Auch hierbei muß eine
völlige Erstarrung des Metallstreifens an dem sich
aufwärts bewegenden Teil der Gießtrommel unmittelbar nach
Kontakt mit der Oberfläche der Gießtrommel eintreten.
Hierdurch sind nur äußerst dünne Bänder aus Aluminium
herstellbar. Die Dicke der Bänder ist weitgehend von der
Tiefe des Schmelzenbades an der Übergangsstelle zur
Trommeloberfläche abhängig.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und
stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs
beschriebenen Arten zu schaffen, die das Herstellen eines
Bandes in einer Dicke zwischen 1 und 20 mm mit hoher
Betriebssicherheit für unterschiedliche Metall- bzw.
Stahlqualitäten und unterschiedliche Banddicken
ermöglichen, wobei das Band genau die gewünschte Dicke
aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Sumpf im Abstand vom Aufgießen der Metallschmelze auf die
Trommeloberfläche der ersten Gießtrommel gebildet wird,
daß zwischen dem Sumpf und dem Aufgießen auf der
Trommeloberfläche der ersten Gießtrommel eine Strangschale
vorbestimmter Dicke gebildet wird und daß der Gießspalt am
Umfang der ersten Gießtrommel in eine Stellung gebracht
wird, in der die beiden an den Trommeloberflächen
gebildeten Strangschalen in ihrer maximalen Dicke in Summe
mindestens der Dicke des gegossenen Bandes bzw. der
gegossenen Bramme entsprechen.
Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur
Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgießschnauze an der von der zweiten Gießtrommel
abgewendeten Umfangsseite der ersten Gießtrommel anliegt.
Zur Einstellung unterschiedlicher Banddicken ist
vorteilhaft die Lagerung der zweiten Gießtrommel im
Stützgestell in Richtung zur und in Richtung von der
Lagerung der ersten Gießtrommel mittels einer
Stelleinrichtung bewegbar.
Die Schwenkeinrichtung umfaßt zweckmäßig eine am
Stützgestell angreifende Schraubspindel.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung ein im Abstand
von der Achse der ersten Gießtrommel am Stützgestell
befestigtes elastisch verformbares Zugmittel umfaßt, das
mittels eines Druckmittelzylinders betätigbar ist.
Zweckmäßig ist die Ausgießschnauze mit einem Überlaufwehr
ausgestattet und ist das Niveau des Schmelzenspiegels im
Gefäß in bezug auf das Überlaufwehr einstellbar.
Zur Einstellung einer gleichmäßigen Bandbreite sind
vorteilhaft die Begrenzungseinrichtungen jeweils von einer
seitlich an die Stirnseiten der Gießtrommeln mittels einer
Stelleinrichtung anpreßbaren Platte gebildet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die
Begrenzungseinrichtungen jeweils von einem gegen die
Stirnseiten der Gießtrommeln mittels einer Andrückplatte
anpreßbaren Endlos-Band gebildet, wobei zweckmäßig die
Begrenzungseinrichtungen mit einer Kühlung versehen sind.
Zur Breitenverstellung des Gießspaltes ist vorteilhaft
mindestens eine Begrenzungseinrichtung von einer den
Trommeloberflächen der Gießtrommeln angepaßten und entlang
dieser mittels einer Stelleinrichtung verschiebbaren
Platte gebildet.
Bevorzugt ist das Stützgestell um etwa 80° unter Bewegung
des Gießspaltes von der Horizontalen in eine hierzu etwa
80° geneigte Lage schwenkbar.
Für größere Banddicken ist zweckmäßig zwischen der
Ausgießschnauze und dem Scheitel der ersten Gießtrommel
ein Induktor angeordnet bzw. zwischen dem Scheitel der
ersten Gießtrommel und dem Gießspalt ein Induktor
angeordnet.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert,
wobei Fig. 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht
einer Stranggießanlage und Fig. 2 eine teilweise
geschnittene Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1
zeigen. Fig. 3 zeigt ein Detail der Fig. 1.
Die Stranggießanlage weist eine mit einer nicht
dargestellten Innenkühlung versehene erste Gießtrommel 1,
die um eine horizontale Achse 2 drehbar gelagert und
mittels eines Antriebes 3 in Richtung des Pfeiles 4
antreibbar ist, auf. Die Lagerung der Achse 2 an der
Gießbühne 5 erfolgt über an der Gießbühne 5 drehbar
gelagerte Stützrollen 6.
An jeder der beiden Stirnseiten 8, 9 der ersten
Gießtrommel 1 greift ein Stützgestell 10 an, das mittels
Lager 11 um die Achse 2 der ersten Gießtrommel 1
verschwenkbar ist. Das Stützgestell 10 weist an jeder
Stirnseite 8, 9 der ersten Gießtrommel 1 liegende und sich
radial von der Achse 2 der ersten Gießtrommel 1 weg
erstreckende Rahmen 12 auf, die jeweils in ein
scheibenförmiges, konzentrisch zur ersten Gießtrommel 1
angeordnetes Endstück 13, das jeweils auf zwei der
Stützrollen 6 aufliegt, übergehen. Die Rahmen 12 sind
mittels Querträger 12′ miteinander starr zu dem
Stützgestell 10 verbunden. An jedem Endstück 13 greift
außenseitig ein flexibles Zugmittel an, beispielsweise ein
Band 14 oder ein Seil, welches über eine an der Gießbühne
5 drehbar gelagerte Umlenkrolle 15 geführt ist und mit
seinem Ende an einer Kolbenstange 16 eines
Druckmittelzylinders 17 befestigt ist. Der
Druckmittelzylinder 17 ist an der Gießbühne 5 angelenkt.
Bei Beaufschlagung dieses Druckmittelzylinders 17 kann
somit das Stützgestell 10 mit den Rahmen 12 um die Achse 2
der ersten Gießtrommel 1 bis in die in Fig. 1 mit
strichpunktierten Linien dargestellte Position verschwenkt
werden.
Um diese Schwenkbewegung zu unterstützen, ist je Rahmen 12
eine Gewindespindel 18 vorgesehen, die mit einem Ende am
Rahmen 12 angreift. Zum Antrieb der Gewindespindel 18
dient eine gelenkig an der Gießbühne 5 angeordnete, von
der Gewindespindel 18 durchsetzte Mutter 19, die mittels
eines Schneckenantriebes 20 antreibbar ist.
Die Rahmen 12 der Stützgestelle 10 dienen zur Aufnahme je
einer Lagerung 21 einer zweiten Gießtrommel 22, wobei
diese Lagerungen 21 mittels Druckmittelzylinder 23, die
jeweils am endseitigen Querhaupt 24 der Rahmen 12
abgestützt sind, in Richtung zur ersten Gießtrommel 1 bzw.
entgegengesetzt verschiebbar sind. Hierdurch ist es
möglich, einen Gießspalt 25 vorbestimmter Größe zwischen
den beiden Gießtrommeln 1 und 22 einzustellen.
An die sich bei Drehung der ersten Gießtrommel 1 aufwärts
bewegende Trommeloberfläche 7 der ersten Gießtrommel 1 ist
knapp unterhalb des Scheitels 26 eine Ausgießschnauze 27
eines Verteilers 28 anstellbar. In den Verteiler 28 mündet
ein Tauchrohr 29 einer oberhalb des Verteilers 28 in
Stellung gebrachten Gießpfanne 30. Der Verteiler 28 und
die Ausgießschnauze 27 sind mit feuerfestem Material 31
ausgekleidet. Die Ausgießschnauze 27 ist mit einem
Überlaufwehr 32 ausgestattet.
Das Niveau 33 der im Verteiler 28 eingegossenen
Metallschmelze 34 liegt in Höhe 35 des Überlaufwehrs 32,
so daß ein dünner Film 36 von Metallschmelze 34 über das
Überlaufwehr 32 auf die Trommeloberfläche 7 der ersten
Gießtrommel 1 fließt. An der Gießtrommel 1 kommt es zu
einer Erstarrung eines Teiles der Metallschmelze, wobei
sich eine über den Umfang der Gießtrommel zunehmend dicker
werdende Strangschale 37 bildet. Ein Teil der noch
flüssigen Metallschmelze fließt bis in den von den beiden
Gießtrommeln 1 und 22 gebildeten Gießspalt 25 und bildet
dort infolge Materialstaus einen flüssigen Sumpf 38.
An der Trommeloberfläche der zweiten Gießtrommel 22 bildet
sich ebenfalls eine Strangschale 39, die durch Drehen der
zweiten Gießtrommel 22 in zur ersten Gießtrommel 1
entgegengesetzter Drehrichtung und gleicher oder
geringfügig abweichender Umfangsgeschwindigkeit mittels
eines Antriebes 40 zum Gießspalt 25 bewegt wird. Der
Gießspalt 25 entspricht in seiner Dicke 41 der Dicke 42
des abgezogenen Bandes 43. Die Lage des Gießspaltes 25 und
die Kühlung der Gießtrommeln (auch die zweite Gießtrommel
kann mit einer Innenkühlung versehen sein) werden so
gewählt, daß die Dicken 44, 45 der an den Gießtrommeln 1
und 22 gebildeten Strangschalen 37, 39 an der Stelle des
Gießspaltes 25 in Summe mindestens der Dicke 42 des
abgezogenen Bandes 43 entsprechen. Hierdurch wird
sichergestellt, daß sich innerhalb des abgezogenen Bandes
43 kein flüssiger Kern mehr befindet und eine Abstützung
des Bandes 43 nach Abziehen von den Gießtrommeln 1 und 22
nur zu dessen Führung notwendig ist.
Eine seitliche Begrenzung des Gießspaltes 25 kann, wie in
Fig. 2 an der linken Bildhälfte veranschaulicht, durch
eine im Bereich des Gießspaltes 25 an die Stirnflächen der
Gießtrommeln 1 und 22 anpreßbare, gegebenenfalls gekühlte
Platte 46 verwirklicht sein, die an jeweils einer
Stirnseite beider Gießtrommeln 1 und 22 schleifend
anliegt. Ein Anpreßzylinder 47 zum Anpressen der Platte 46
an die Stirnseiten ist an dem Rahmen 12 des Stützgestelles
10 gelenkig befestigt.
Eine in Fig. 2 in der rechten Bildhälfte dargestellte
Ausführungsform zur seitlichen Begrenzung des Gießspaltes
weist ein umlaufendes endloses Band 48 auf, welches mit
einer Andrückplatte 49 im Bereich des Gießspaltes 25 an
die Stirnseiten der Gießtrommeln 1 und 22 angepreßt wird.
Das Band 48 läuft etwa mit der Umfangsgeschwindigkeit der
Gießtrommeln 1 und 22 um. Hierdurch wird ein allzu starkes
Schleifen zwischen den Stirnseiten der Gießtrommeln 1 und
22 und der Begrenzungseinrichtung vermieden. Eine
Kühleinrichtung 50 für das Band ist in Fig. 2 schematisch
dargestellt. Die Umlaufrollen 51 des Bandes 48 sind am
Rahmen 12 des Stützgestelles 10 befestigt.
Es ist für den Betrieb der Stranggießanlage wesentlich,
daß die Lage des Stützgestelles 10 bzw. dessen Rahmen 12
so eingestellt wird, daß die Dicken der an den Oberflächen
der Gießtrommeln gebildeten Strangschalen 37, 39 im
Gießspalt 25 in Summe mindestens der Dicke 42 des fertigen
Bandes 43 entsprechen. Um dies für unterschiedliche
Banddicken und Metalle und Metallegierungen bzw.
Gießgeschwindigkeiten sicherzustellen, sind die Rahmen 12,
wie in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien
veranschaulicht, mit ihrer Längsachse 52 um etwa 80°
gegenüber der Horizontalen neigbar, d.h. die
Verbindungsebene der Achsen der beiden Gießtrommeln 1 und
22 ist von der Horizontalebene bis in eine etwa 80° hierzu
geneigte Lage verbringbar.
Um ein synchrones Mitbewegen von Metallschmelze 34 mit der
auf der Oberfläche der ersten Gießtrommel 1 erstarrten
Strangschale 37 sicherzustellen, können im Inneren der
ersten Gießtrommel 1 Induktoren 53 angeordnet sein, die
dann zweckmäßig ortsfest vorgesehen sind und je nach der
Länge, über die sich die flüssige Metallschmelze 34 über
die Oberfläche der ersten Gießtrommel erstreckt, in
Betrieb setzbar sind.
Claims (14)
1. Verfahren zum Stranggießen eines dünnen Bandes (43)
oder einer dünnen Bramme, insbesondere aus Stahl in
einer Dicke zwischen 1 und 20 mm, durch Aufgießen von
Metallschmelze (34) auf eine Trommeloberfläche (7)
einer ersten Gießtrommel (1), Bilden eines Gießspaltes
(25) mittels einer mit ihrer Trommeloberfläche in der
Dicke (42) des Bandes (43) bzw. des Stranges von der
ersten Gießtrommel (1) distanziert angeordneten zweiten
Gießtrommel (22), wobei sich an den Trommeloberflächen
der ersten und zweiten Gießtrommel (1, 22) durch
Kontakt mit der Metallschmelze (34) und Bildung eines
Sumpfes (38) zwischen den beiden Gießtrommeln (1, 22)
Strangschalen (37, 39) ausbilden, und Fördern der sich
hierbei auf den Trommeloberflächen der beiden
Gießtrommeln bildenden Strangschalen (37, 39) durch
Rotation der ersten und zweiten Gießtrommel (1, 22),
dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf (38) im Abstand
vom Aufgießen der Metallschmelze (34) auf die
Trommeloberfläche (7) der ersten Gießtrommel (1)
gebildet wird, daß zwischen dem Sumpf (38) und dem
Aufgießen auf der Trommeloberfläche (7) der ersten
Gießtrommel (1) eine Strangschale vorbestimmter Dicke
(45) gebildet wird und daß der Gießspalt (25) am Umfang
der ersten Gießtrommel (1) in eine Stellung gebracht
wird, in der die beiden an den Trommeloberflächen
gebildeten Strangschalen (37, 39) in ihrer maximalen
Dicke (44, 45) in Summe mindestens der Dicke (42) des
gegossenen Bandes (43) bzw. der gegossenen Bramme
entsprechen.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, mit
- - zwei einen Gießspalt (25) begrenzenden Gießtrommeln (1, 22),
- - einem um die Achse (2) einer ersten Gießtrommel (1) mittels einer Schwenkeinrichtung (17, 19) schwenkbaren Stützgestell (10), in dem die zweite Gießtrommel (22) drehbar gelagert ist,
- - einem an die erste Gießtrommel (1) mit einer Ausgießschnauze (27) anstellbaren Gefäß (28) und
- - den Gießspalt (25) zwischen der ersten und zweiten Gießtrommel (1, 22) seitlich abdeckenden Begrenzungseinrichtungen (46, 48),
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgießschnauze (27) an
der von der zweiten Gießtrommel (22) abgewendeten
Umfangsseite der ersten Gießtrommel (1) anliegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerung (21) der zweiten Gießtrommel (22) im
Stützgestell (10) in Richtung zur und in Richtung von
der Lagerung (11) der ersten Gießtrommel (1) mittels
einer Stelleinrichtung (23) bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung eine am
Stützgestell (10) angreifende Schraubspindel (18)
umfaßt.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwenkeinrichtung ein im Abstand von der Achse (2) der
ersten Gießtrommel (1) am Stützgestell (10) befestigtes
elastisch verformbares Zugmittel (14) umfaßt, das
mittels eines Druckmittelzylinders (17) betätigbar ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgießschnauze
(27) mit einem Überlaufwehr (32) ausgestattet ist und
das Niveau (33) des Schmelzenspiegels im Gefäß (28) in
bezug auf das Überlaufwehr (32) einstellbar ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Begrenzungseinrichtungen jeweils von einer seitlich an
die Stirnseiten der Gießtrommeln (1, 22) mittels einer
Stelleinrichtung (47) anpreßbaren Platte (46) gebildet
sind.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Begrenzungseinrichtungen jeweils von einem gegen die
Stirnseiten der Gießtrommeln (1, 22) mittels einer
Andrückplatte (49) anpreßbaren Endlos-Band (48)
gebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine
Begrenzungseinrichtung von einer den Trommeloberflächen
(7) der Gießtrommeln (1, 22) angepaßten und entlang
dieser mittels einer Stelleinrichtung (47)
verschiebbaren Platte (46′) gebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Begrenzungseinrichtungen (46, 48) mit einer Kühlung
(50) versehen sind.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgestell
(10) um etwa 80° unter Bewegung des Gießspaltes (25)
von der Horizontalen in eine hierzu etwa 80° geneigte
Lage schwenkbar ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Ausgießschnauze (27) und dem Scheitel (26) der ersten
Gießtrommel (1) ein Induktor (53) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Scheitel (26) der ersten Gießtrommel (1) und dem
Gießspalt (25) ein Induktor (53) angeordnet ist.
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