DE3802203C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießanlage zum Herstellen eines dünnen Bandes oder einer dünnen Bramme, insbesondere aus Stahl in einer Dicke zwischen 1 und 20 mm, mit einer um eine horizontale Achse rotierenden Gießtrommel und einem an die Trommeloberfläche anstellbaren, eine Metallschmelze enthaltenden Verteiler, wobei die Trommeloberfläche von der Metallschmelze beaufschlagt ist und sich die Metallschmelze unter Bildung einer erstarrten Strangschicht über einen Teil ihres Umfanges erstreckt, und mindestens ein Induktor entlang des Teiles des Umfanges der Trommeloberfläche, über den sich die flüssige Metallschmelze erstreckt, angeordnet ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der prioritätsälteren nachveröffentlichten DE-A 37 21 510 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird der flüssige Stahl mittels außerhalb einer ersten Gießtrommel auf deren sich aufwärts bewegender Seite angeordneter Spulen über eine Förderrinne auf die erste Gießtrommel gefördert, an deren Mantelfläche ein Teil des Stahles erstarrt und die entstehende Strangschale durch die Drehbewegung der Gießtrommel über den Scheitel der Gießtrommel gefördert. Die sich im Schmelzensumpf oberhalb des Gießspaltes an der Mantelfläche der zweiten drehbaren Rolle bildende Strangschale vereinigt sich im Bereich des Gießspaltes mit der Strangschale der ersten Rolle zu einem Stahlband.

Aus der EP-A-01 54 250 ist eine Stranggießanlage bekannt, mit der dünne Bänder bzw. dünne Brammen herstellbar sind. Die Gießtrommel ist bei dieser Anlage entlang ihres Umfanges 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 Gießtrommel, wobei die Schmelze zur Gießtrommel mittels eines Induktors gefördert wird. Der Strang weist über einen Großteil des Umfanges der Gießtrommel noch einen flüssigen Kern auf. Die Erstreckung des flüssigen Kerns über die 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 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 dem unkontrollierten 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, eine Anlage der eingangs beschriebenen Art zur Herstellung eines Bandes in einer Dicke zwischen 1 und 20 mm, insbesondere aus Stahl, zu schaffen, die besonders gut geschützt ist und damit eine hohe Betriebssicherheit aufweist und eine genaue Einstellung der gewünschten Banddicke ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Induktor innerhalb der Gießtrommel angeordnet ist.

Tritt die Schmelze an der sich aufwärts bewegenden Umfangsfläche der Gießtrommel mit dieser in Kontakt, ist ein Induktor vorteilhaft zwischen dem unterhalb des Scheitels einer Gießtrommel an diese an der sich aufwärts bewegenden Seite anstellbaren Verteiler und dem Scheitel der Gießtrommel angeordnet.

Erstreckt sich der flüssige Kern über einen größeren Teil des Gießtrommelumfanges, ist zweckmäßig ein Induktor unterhalb des Scheitels der Gießtrommel an der vom Verteiler abgewandten Umfangsseite der Gießtrommel angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform für dickere Bänder ist eine zweite Gießtrommel vorgesehen, die zur ersten Gießtrommel, an die der Verteiler anstellbar ist, parallel gerichtet ist und mit dieser einen Gießspalt bildet, wobei ein Induktor zwischen dem Gießspalt und dem Scheitel der ersten Gießtrommel vorgesehen ist.

In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Verteiler eine gegen die Oberfläche der ersten Gießtrommel gerichtete, schräg nach oben gerichtete Ausgießschnauze auf, die mit einem Überlaufwehr ausgestattet ist, und ist die Ausgießschnauze mit einem die Metallschmelze bis zum Überlaufwehr hochfördernden Induktor ausgestattet.

Zur Sicherstellung einer bestimmten Bandbreite ist zweckmäßig die Ausgießschnauze beidseitig mit einer an die Oberfläche der ersten Gießtrommel angepaßten und mindestens bis zum Scheitel derselben ragenden Seitenwand versehen, wobei vorteilhaft mindestens eine Seitenwand in Richtung der Achse der ersten Gießtrommel verstellbar ist.

Um unterschiedliche Gießgeschwindigkeiten und das Vergießen unterschiedlicher Qualitäten zu ermöglichen, ist zweckmäßig die zweite Gießtrommel um die Achse der ersten Gießtrommel verschwenkbar.

Eine Steuerung der Dicke des Bandes wird vorteilhaft dadurch bewerkstelligt, daß eine Dickenmeßeinrichtung für das von der ersten Gießtrommel abgezogene Band vorgesehen ist, die über eine Steuereinheit mit dem Induktor bzw. den Induktoren der ersten Gießtrommel und gegebenenfalls dem Induktor des Verteilers leitungsmäßig verbunden ist.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Fig. 1 eine schematisch dargestellte, teilweise geschnittene Seitenansicht einer Stranggießanlage nach einer ersten Ausführungsform zeigt. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, die eine unterschiedliche Breiteneinstellung des gegossenen Bandes gestattet. Fig. 3 ist ein Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2. Die Fig. 4 und 5 zeigen in zu Fig. 1 analoger Darstellung zwei weitere Varianten.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Stranggießanlage ist eine mit einer nicht dargestellten Innenkühlung versehene Gießtrommel 1 um eine horizontale Achse 2 drehbar gelagert und mittels eines Antriebes in Richtung des Pfeiles 3 antreibbar. An ihrer Oberfläche 4 ist eine Ausgießschnauze 5 eines als Verteiler 6 ausgebildeten Vorratsgefäßes anstellbar. Dieser Verteiler 6 weist eine Vorratskammer 7 auf, die mit Metallschmelze 8 gefüllt ist. In ihrem Boden 9 befindet sich eine Bodenöffnung 10, die mittels eines Stopfens 11 verschließbar ist. Die Bodenöffnung 10 mündet in eine schräg aufwärts gerichtete Rinne 12, an deren oberem Ende die Ausgießschnauze 5 angeordnet ist. Das Niveau 13 der Metallschmelze 8 ist innerhalb der Rinne 12 tiefer gehalten als in der Vorratskammer 7. Es kann mittels eines Schwimmers 14, der die Stellung des Stopfens 11 beeinflußt, auf einer bestimmten Höhe 15 gehalten werden.

Die Rinne 12 ist mit einer Abdeckung 16 versehen, an der zur Vermeidung des Einfrierens von Metallschmelze 8 Heizelemente 17 vorgesehen sind. Die Abdeckung überragt die Ausgießschnauze 5, so daß ein Teil der Gießtrommeloberfläche 4 unterhalb der Abdeckung 16 zu liegen kommt.

Die Seitenwände 18 der Rinne ragen bis in den Bereich des Scheitels 19 der Gießtrommel. Die Ausgießschnauze 5 weist ein Überlaufwehr 20 auf, wobei die Metallschmelze 8 über das Überlaufwehr 20 mittels eines die Metallschmelze hochfördernden Induktors 21, der nach dem Prinzip eines linearen Induktionsmotors arbeitet, hochgefördert wird.

Die Ausgießschnauze 5 weist im Wandinneren ebenfalls ein Heizelement 22 auf, um den zwischen der Ausgießschnauze und der Gießtrommeloberfläche gebildeten Sumpf 23 flüssig zu halten und ein vorzeitiges Erstarren der Metallschmelze 8 in diesem Bereich zu vermeiden. Der Verteiler ist innenseitig mit feuerfestem Material ausgekleidet.

Es ist möglich, das Niveau 13 der Metallschmelze 8 innerhalb der Rinne 12 auf dem Niveau des bzw. der Ausgießschnauze und der Gießtrommeloberfläche gebildeten Sumpfes 23 zu halten und mit dem Induktor 21 eine Zirkularbewegung der Schmelze aufrechtzuerhalten und die Schmelze mit erhöhtem Druck an die Gießtrommeloberfläche zu bringen.

Innerhalb der Gießtrommel 1 sind knapp unter ihrer Oberfläche 4 liegende - vorteilhaft ortsfest angeordnete - Induktoren 24 vorgesehen, wobei der Winkelbereich 25, über den sich die Induktoren 24 entlang der Oberfläche 4 der Gießtrommel 1 erstrecken, etwa dem Bereich entspricht, über den sich flüssige Metallschmelze 8 erstreckt. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Induktoren sowohl an der sich aufwärts bewegenden als auch an der sich abwärts bewegenden Seite 26, 27 der Gießtrommel 1 angeordnet. Das Wanderfeld der letzteren ist der Strangabzugsrichtung entgegengesetzt gerichtet, so daß sich der noch flüssige Teil 28 des Stranges mit gleicher Geschwindigkeit bewegt wie der bereits an der Oberfläche 4 der Gießtrommel 1 erstarrte Teil 29.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird das durcherstarrte Band 30 an der der Ausgießschnauze 5 gegenüberliegenden Seite von der Gießtrommel 1 abgezogen und mittels Abzugswalzen 31 weitergefördert, eventuell zu einer Wickeleinrichtung. Zwischen der Gießtrommel 1 und den Abzugswalzen 31 ist ein Dickenmeßgerät 32 vorgesehen, dessen Ausgangswert 33 einer Steuereinheit 34 eingegeben wird und dort mit einem Soll- Wert 35 verglichen wird. Ein von der Steuereinheit 34 ausgehender Steuerimpuls 36 sorgt je nach Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert für mehr oder weniger Metallschmelzenmengenförderung durch die Induktoren 24.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die Seitenwände 18′ der Rinne 12 zumindest im Bereich der Ausgießschnauze 5 über die Breite 37 der Gießtrommel, d.h. in deren Achsrichtung, verstellbar und können z.B. mittels Druckmittelzylinder 38 verstellt werden, um eine bestimmte Breite 39 des gegossenen Bandes 30 sicherzustellen.

Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist eine zweite Gießtrommel 40 vorgesehen, die zur ersten Gießtrommel 1 parallel angeordnet ist und mit dieser einen Gießspalt 41 bildet. In dem Gießspalt bildet sich ein flüssiger Sumpf 42, so daß sich auch an der zweiten Gießtrommel 40 eine erstarrte Metallschicht 43 bildet. Diese wird durch entgegengesetztes Drehen der zweiten Gießtrommel 40 zur ersten Gießtrommel 1 in Richtung zum Gießspalt 41 bewegt. Der Gießspalt 41 ist hierbei so eingestellt, daß die Summe der Dicken der beiden erstarrten Metallschichten beim Gießspalt 41 der Dicke 44 des Bandes 30 entspricht. Eine Regelungsmöglichkeit zur Sicherstellung hinreichender Erstarrung an der zweiten Gießtrommel ist gemäß Fig. 4 durch ein Niveaumeßgerät 45 verwirklicht, welches die Messung des Niveaus 46 des flüssigen Sumpfes 42 und dessen Einstellung mit Hilfe der Induktoren 24 über eine Steuereinheit 47 gestattet.

Es ist möglich, die zweite Gießtrommel 40 mit von der ersten Gießtrommel 1 geringfügig abweichender Umfangsgeschwindigkeit zu betreiben und so ein einer Selbstkrümmung unterliegendes Band 30 zu erhalten. Andererseits ist es auch möglich, eine Selbstkrümmung des Bandes aufgrund von Gießtrommelabnützungen zu vermeiden, indem man die Umfangsgeschwindigkeit der beiden Gießtrommeln aufeinander abstimmt.

Die Abdeckung 16 der Rinne 12 erstreckt sich bis zur zweiten Gießtrommel, so daß der flüssige Sumpf 42 zwischen den Gießtrommeln 1 und 40 ebenfalls bedeckt ist. Um den Sumpf flüssig zu halten, können gegebenenfalls Heizelemente 48 im Bereich des flüssigen Sumpfes 42 vorgesehen sein.

Gemäß der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die Länge 49, über die sich das flüssige Metall entlang der Gießtrommeloberfläche 4 der ersten Gießtrommel 1 erstreckt, kürzer als in Fig. 4 dargestellt. Dementsprechend ist die zweite Gießtrommel 40 in eine Lage gebracht, in der wiederum die Summe der Dicken der an den beiden Gießtrommeloberflächen im Bereich des Gießspaltes 41 erstarrten Metallschmelzen der Dicke 44 des zu gießenden Bandes 30 entspricht.

Claims (9)

1. Stranggießanlage zum Herstellen eines dünnen Bandes (30) oder einer dünnen Bramme, insbesondere aus Stahl in einer Dicke (44) zwischen 1 und 20 mm, mit einer um eine horizontale Achse (2) rotierenden Gießtrommel (1) und einem an die Trommeloberfläche (4) anstellbaren, eine Metallschmelze (8) enthaltenden Verteiler (6), wobei die Trommeloberfläche (4) von der Metallschmelze (8) beaufschlagt ist und sich die Metallschmelze (8) unter Bildung einer erstarrten Strangschicht (29) über einen Teil (25, 49) ihres Umfanges erstreckt, und mindestens ein Induktor (24) entlang des Teiles des Umfanges der Trommeloberfläche (4), über den sich die flüssige Metallschmelze (28) erstreckt, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (24) innerhalb der Gießtrommel (1) angeordnet ist.

2. Stranggießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktor (24) zwischen dem unterhalb des Scheitels (19) einer Gießtrommel (1) an diese an der sich aufwärts bewegenden Seite (26) anstellbaren Verteiler (6) und dem Scheitel (19) der Gießtrommel (1) angeordnet ist.

3. Stranggießanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktor (24) unterhalb des Scheitels (19) der Gießtrommel (1) an der vom Verteiler (6) abgewandten Umfangsseite (27) der Gießtrommel (1) angeordnet ist.

4. Stranggießanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gießtrommel (40) vorgesehen ist, die zur ersten Gießtrommel (1), an die der Verteiler (6) anstellbar ist, parallel gerichtet ist und mit dieser einen Gießspalt (41) bildet, wobei ein Induktor (24) zwischen dem Gießspalt (41) und dem Scheitel (19) der ersten Gießtrommel (1) vorgesehen ist (Fig. 4, 5).

5. Stranggießanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (6) eine gegen die Oberfläche (4) der ersten Gießtrommel (1) gerichtete, schräg nach oben gerichtete Ausgießschnauze (5) aufweist, die mit einem Überlaufwehr (20) ausgestattet ist, und daß die Ausgießschnauze (5) mit einem die Metallschmelze (8) bis zum Überlaufwehr (20) hochfördernden Induktor (21) ausgestattet ist.

6. Stranggießanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgießschnauze (5) beidseitig mit einer an die Oberfläche (4) der ersten Gießtrommel (1) angepaßten und mindestens bis zum Scheitel (19) derselben ragenden Seitenwand (18) versehen ist.

7. Stranggießanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seitenwand (18′) in Richtung der Achse (2) der ersten Gießtrommel (1) verstellbar ist (Fig. 2, 3).

8. Stranggießanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gießtrommel (40) um die Achse (2) der ersten Gießtrommel (1) verschwenkbar ist.

9. Stranggießanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dickenmeßeinrichtung (32) für das von der ersten Gießtrommel (1) abgezogene Band (30) vorgesehen ist, die über eine Steuereinheit (34) mit dem Induktor (24) bzw. den Induktoren (24) der ersten Gießtrommel (1) und gegebenenfalls dem Induktor (21) des Verteilers (6) leitungsmäßig verbunden ist.