DE3839110A1 - Duo-roll continuous casting installation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zwillingswalzen-Stranggießein richtung für die Erzeugung von Bandmaterial, bei dem Dickenfehler verringert sind.The invention relates to a twin roll continuous casting direction for the production of strip material in which Thickness errors are reduced.
Eine Zwillingswalzen-Stranggießeinrichtung hat zwei Kühl walzen, die parallel zueinander einander gegenüberstehen und um ihre jeweiligen Achsen umlaufen. Auf jede Walze ist ein Mantel aufgezogen, dessen Innenumfangsfläche wasserge kühlt ist. Metallschmelze wird in einen zwischen den Walzen definierten Spalt gegossen und beim Durchlaufen des Spalts gekühlt und verfestigt. Die Schmelze wird in Form eines Blechbands durch den Spalt gezogen, wobei die Banddicke durch den Spalt und die Bandbreite durch die Kontaktlänge zwischen der Schmelze und den Walzen bestimmt ist.A twin roll caster has two coolers rolls that face each other in parallel and revolve around their respective axes. On every roller is put on a coat, the inner circumferential surface of water is cool. Molten metal is in one between the rollers defined gap and poured through the gap cooled and solidified. The melt is in the form of a Sheet metal strips are pulled through the gap, the strip thickness through the gap and the bandwidth through the contact length between the melt and the rollers.
Bei dieser Stranggießeinrichtung ergibt sich das Problem, daß "Blechwölbungen" auftreten, wobei sich die Produktdicke in veränderlicher Weise über die Breite ändert. Berechnun gen und durchgeführte Messungen ergeben, daß ein Grund für das Auftreten dieser Erscheinung im wesentlichen eine Wal zenballigkeit ist, wobei der Außendurchmesser jeder Kühl walze sich aufgrund von Temperaturänderungen in Längs-und Radialrichtung der Walze ändert.The problem with this continuous caster is that "sheet metal arches" occur, the product thickness changes in width across width. Calculation and measurements carried out show that a reason for the appearance of this phenomenon is essentially a whale zenballig is, the outer diameter of each cooling roll due to temperature changes in longitudinal and Radial direction of the roller changes.
Zur Lösung dieses Problems wurden bereits verschiedene Verfahren zur Verminderung der Blechwölbungen vorgeschla gen. Bei dem Verfahren nach JP-OS 60-33 857 hat jede von zwei Kühlwalzen eine Außenumfangsfläche mit negativer Bal ligkeit. Der Kühlwalze ist ein Mantel zugeordnet, dessen Innenumfangsfläche mit Nuten versehen ist. Der Mantel wird durch den Druck einer Kühlflüssigkeit aufgeweitet, wodurch die Walzenballigkeit regelbar ist. Nach der JP-OS 61-38 745 ist jede von zwei Kühlwalzen durch eine wassergekühlte Trommel gebildet, und in der Trommel vorhandenes Kühlwasser wird druckbeaufschlagt zur Regelung der Konfiguration der Außenumfangsfläche der Trommel. In der JP-OS 60-27 446 ist ferner ein Paar Kühlwalzen angegeben, wobei in jeder Kühl walze ein Paar konisch verjüngte Kolben zur Regelung der Walzenballigkeit vorgeshen ist. Ein Kühlwasser-Strömungs kanal in Form einer Wendel ist in einem Walzenmantel aus gebildet. Zwei Kolbengleiträume sind jeweils in den ent gegengesetzten Enden des Walzenballens konzentrisch dazu vorgesehen. Der Querschnitt jedes Kolbengleitraums verrin gert sich allmählich in Richtung zum axialen Mittelpunkt des Walzenballens. In den Kolbengleitraum ist ein ringför miger konisch verjüngter Kolben eingesetzt und durch Hydraulikdruck in Axialrichtung der Walze verschiebbar. Die Regelung der Walzenballigkeit erfolgt derart, daß der konisch verjüngte Kolben in Axialrichtung verschoben wird, wodurch die Außenumfangsfläche des Kühlwalzenkörpers unter der Keilwirkung des konisch verjüngten Kolbens verformt wird.Various solutions have already been used to solve this problem Proposed methods for reducing sheet curvature In the process according to JP-OS 60-33 857 each of two cooling rollers an outer peripheral surface with negative bal leadenness. The cooling roller is assigned a jacket, the Is provided with grooves on the inner circumferential surface. The coat will expanded by the pressure of a cooling liquid, whereby the roll crown is adjustable. According to JP-OS 61-38 745 is each of two cooling rolls by a water-cooled one Drum formed, and cooling water present in the drum is pressurized to regulate the configuration of the Outer peripheral surface of the drum. In JP-OS 60-27 446 further specified a pair of cooling rolls, each cooling roll a pair of tapered pistons to control the Roll crowning is provided. A cooling water flow channel in the form of a spiral is made in a roller jacket educated. Two piston sliding spaces are each in the ent opposite ends of the roll barrel concentrically to it intended. The cross section of each piston sliding space is reduced gradually moves towards the axial center of the roll bale. In the piston sliding space is a ring-shaped miger conical tapered piston inserted and through Hydraulic pressure displaceable in the axial direction of the roller. The Regulation of the roll crown is done such that the tapered piston is moved in the axial direction, whereby the outer peripheral surface of the cooling roll body under the wedge action of the tapered piston deformed becomes.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Zwil lingswalzen-Stranggießeinrichtung, bei der eine Walzenbal ligkeit verringerbar ist und ferner eine vorübergehende Balligkeitsänderung beim Anfahren des Stranggießvorgangs vermieden wird, so daß ein Erzeugnis erhalten wird, das über die Breite geringere Dickenänderungen aufweist.The object of the invention is to provide a twin Ling roll continuous caster, in which a roll is reduced and also a temporary Change in crowning when starting the continuous casting process is avoided so that a product is obtained which has smaller changes in thickness over the width.
Die Erfindung richtet sich auf eine Zwillingswalzen-Strang gießeinrichtung, wobei jede von zwei Kühlwalzen eine Druck kammer getrennt von einer Kühlflüssigkeitskammer bzw. einem Kühlfluid-Strömungskanal aufweist. Die Anordnung ist so getroffen, daß eine die Schmelze kontaktierende Kontakt fläche der Walze durch die Kühlflüssigkeitskammer mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird, wodurch die Walzenkon figuration regelbar ist.The invention is directed to a twin roll strand pouring device, each of two cooling rolls a pressure chamber separated from a coolant chamber or Has cooling fluid flow channel. The arrangement is like this hit that a contact contacting the melt surface of the roller through the coolant chamber Hydraulic pressure is applied, causing the roller con figuration is adjustable.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Zwillingswalzen- Stranggießeinrichtung gekennzeichnet durch ein Paar Kühl walzen, die parallel zueinander einander gegenüberstehen und um ihre jeweiligen Achsen drehbar sind, so daß Metall schmelze als Blechband durch einen Walzenspalt unter Küh lung und Verfestigung durch die Kühlwalzen gezogen wird, wobei jede Kühlwalze einen Walzenkörper und auf dessen Außenumfang montiert einen Innenmantel und einen Außenman tel aufweist, wobei zwischen dem Innen- und dem Außenmantel jeder Kühlwalze mehrere Kühlfluid-Strömungskanäle gebildet sind und im wesentlichen entlang einer Achse der Kühlwalze verlaufen, und wobei zwischen dem Innenmantel und dem Wal zenkörper jeder Kühlwalze eine Walzenformregelungs-Druck kammer gebildet ist.According to one aspect of the invention, the twin roller Continuous caster characterized by a pair of cooling rolls that face each other in parallel and are rotatable about their respective axes so that metal melt as a sheet metal strip through a nip under cooling development and solidification is drawn through the cooling rolls, each chill roll having a roll body and on top of it Outside circumference mounts an inner jacket and an outer man tel, wherein between the inner and outer sheath each cooling roll formed a plurality of cooling fluid flow channels are and substantially along an axis of the chill roll run, and being between the inner shell and the whale body of each chill roll has a roll shape control pressure chamber is formed.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:Using the drawing, the invention is for example explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine von zwei Kühl walzen einer Zwillingswalzen-Stranggießein richtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Figure 1 shows a cross section through one of two cooling rolls of a twin-roll continuous casting device according to an embodiment of the invention.
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Innenmantels für die Kühlwalze von Fig. 1; FIG. 2 shows a side view of an inner jacket for the cooling roll of FIG. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt III-III von Fig. 2; Fig. 3 shows a cross section III-III of Fig. 2;
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine von zwei Kühl walzen einer anderen Ausführungsform der Zwillingswalzen-Stranggießeinrichtung; und Fig. 4 is a cross section through one of two cooling rolls of another embodiment of the twin-roll continuous casting; and
Fig. 5 bis 7c Ansichten zur Erläuterung einer zur Erfindung gehörenden Analyse der Probleme des Standes der Technik, wobei Fig. 5 die Arbeitsweise der Zwillingswalzen-Stranggießeinrichtung erläu tert, Fig. 6 ein Teilquerschnitt ist, der ein Beispiel eines Regelverfahrens zur Einstellung der Walzenballigkeit unter Anwendung konisch verjüngter Keile zeigt, und die Fig. 7a-7c eine Erläuterung bzw. Grafiken der Temperatur verteilung sind, die sich in einem Außenmantel der Kühlwalze während des Betriebs der Zwil lingswalzen-Stranggießeinrichtung entwickelt.5 to 7c are views for explaining a part of the invention analysis of the problems of the prior art, wherein Fig. 5 tert the operation of the twin-roll continuous casting erläu, Fig. 6 is a partial cross section of Fig., The below is an example of a control method for adjusting the roll crown Application shows conically tapered wedges, and FIGS. 7a-7c are an explanation or graphics of the temperature distribution that develops in an outer jacket of the chill roll during operation of the twin roll continuous caster.
Zuerst soll eine Analyse der beim Stand der Technik auf tretenden Probleme folgen.First, an analysis should be made on the prior art follow problems.
Gemäß Fig. 5 umfaßt eine Zwillingswalzen-Stranggießein richtung ein Paar Kühlwalzen D, die einander gegenüberste hend parallel zueinander angeordnet sind und um ihre jeweiligen Achsen umlaufen. Metallschmelze E wird in einen Walzenspalt zwischen den Walzen gegossen und in Form eines Blechbandes F durch den Walzenspalt gezogen, während die Schmelze durch die Kühlwalzen D gekühlt wird und erstarrt. Die Dicke des Bands F ist durch den Walzspalt bestimmt, und die Breite des Bands ist durch die Länge einer Erzeugenden eines Abschnitts der Kühlwalze bestimmt, der sich in Kon takt mit der Schmelze befindet. Auf jede Kühlwalze D ist ein Außenmantel aufgezogen, dessen Innenumfangsfläche was sergekühlt wird.According to Fig. 5 comprises a twin-roll Stranggießein direction a pair of cooling rollers D, which are arranged each other gegenüberste proceeding parallel to each other and rotate about their respective axes. Metal melt E is poured into a roll gap between the rolls and drawn through the roll gap in the form of a sheet metal strip F , while the melt is cooled and solidified by the cooling rolls D. The thickness of the belt F is determined by the roll gap, and the width of the belt is determined by the length of a generatrix of a section of the cooling roll which is in contact with the melt. On each cooling roller D , an outer jacket is drawn, the inner peripheral surface of which is cooled.
Bei dieser Zwillingswalzen-Stranggießanlage ergibt sich das Problem, daß eine sogenannte "Blechwölbung" auftritt, wobei die Produktdicke sich über die Breite ändert. Berechnungen und durchgeführte Messungen zeigen, daß der Hauptgrund für das Auftreten der Blechwölbung eine Walzenballigkeit ist, wobei der Außendurchmesser jeder Kühlwalze sich aufgrund von Temperaturänderungen ändert, die in dem Außenmantel der Walze in Längsrichtung A-A′ und in Dickenrichtung B-B′ (Fig. 7a und 7c) auftreten, so daß der Walzspalt ungleich förmig gemacht wird.The problem with this twin-roll continuous caster is that a so-called "sheet metal curvature" occurs, the product thickness changing over the width. Calculations and measurements carried out show that the main reason for the occurrence of the sheet curvature is a roll crown, the outer diameter of each cooling roll changing due to temperature changes in the outer jacket of the roll in the longitudinal direction AA ' and in the thickness direction BB' ( Fig. 7a and 7c ) occur so that the roll gap is made unevenly shaped.
Zur Lösung dieses Problems wurden bereits die vorher erläu terten Verfahren vorgeschlagen. Beim Stranggießen wirken jedoch infolge der starken Erwärmung hohe Wärmespannungen auf jeden Walzenkörper und damit jeden Mantel, und zur Kühlung des Mantels wird ein großer Kühlflüssigkeitsdurch satz benötigt. Unter Berücksichtigung des eingangs erwähn ten Standes der Technik wurde gefunden, daß noch Verbesse rungen bezüglich der oben angesprochenen Probleme möglich sind und der Stand der Technik keineswegs zufriedenstellend ist.To solve this problem, the previously explained The proposed procedure. Act in continuous casting however, high thermal stresses due to the strong heating on every roller body and thus every coat, and for Cooling the jacket becomes a great coolant set needed. Taking into account the input mentioned The state of the art has been found to improve possible with regard to the problems mentioned above are not satisfactory and the state of the art is.
Bei der Einrichtung, die z. B. in JP-OS′en 60-33 857 und 61-38 745 angegeben ist, treten folgende Probleme auf.When setting up the z. B. in JP-OS's 60-33 857 and 61-38 745, the following problems occur.
(1) Da die Balligkeitsregelung den Kühlflüssigkeitsdruck nützt, tritt bei einer Änderung des Kühlflüssigkeitsdrucks eine Änderung der Kühlcharakteristik auf, was gleichförmi ges Gießen erschwert.(1) As the crown control the coolant pressure benefits, occurs when the coolant pressure changes a change in the cooling characteristic on what is uniform pouring difficult.
(2) Es wird eine große Kühlflüssigkeitsmenge benötigt, um angesichts der auf die Kühlwalze übertragenen erheblichen Wärme eine Kühlung zu erzielen, und gleichzeitig muß die Kühlwalze so ausgebildet sein, daß sie den für die Ballig keitsregelung erforderlichen Hydraulikdruckänderungen standhalten kann, was nicht einfach ist.(2) A large amount of coolant is required to given the considerable transferred to the chill roll Heat to achieve cooling, and at the same time the Cooling roller be designed so that it for the crowned necessary hydraulic pressure changes can withstand what is not easy.
(3) Es muß eine große Menge Hochdruckflüssigkeit zugeführt werden, was einen erhöhten Energieverbrauch bedingt.(3) A large amount of high pressure fluid must be supplied become what causes an increased energy consumption.
Dagegen treten bei der Einrichtung nach JP-OS 60-27 446 die folgenden Probleme auf.In contrast, the device according to JP-OS 60-27 446 following problems.
(1) Da der Kühlwasserströmungskanal wendelförmig verläuft, ergibt sich eine große Strömungskanallänge. Dadurch ergibt sich wiederum ein erhöhter Strömungswiderstand, was es erschwert, den Kühlwasserdurchsatz zu steigern. Ferner steigt die Kühlwassertemperatur mit zunehmender Annäherung des Kühlwassers an den Auslaß des Strömungskanals, so daß die Temperaturänderungen in Breiten- oder Axialrichtung des Mantels erheblich sind.(1) Since the cooling water flow channel is helical, there is a large flow channel length. This results in there is in turn an increased flow resistance what it difficult to increase the cooling water throughput. Further the cooling water temperature rises with increasing approach of the cooling water to the outlet of the flow channel, so that the temperature changes in the width or axial direction of the Coat are substantial.
(2) Die Lage jedes konisch verjüngten Kolbens ist nicht nur durch den Druck der Druckflüssigkeit bestimmt, sondern ändert sich in Abhängigkeit von einer Bearbeitungsabwei chung der Gleitfläche des Kolbengleitraums im Walzenende und einer Bearbeitungsabweichung des konisch verjüngten Kolbens selbst. Damit wird die Walzenverformung nicht in eine symmetrische Beziehung zum axialen Mittelpunkt der Walze gebracht.(2) The location of each tapered piston is not only determined by the pressure of the hydraulic fluid, but changes depending on a processing deviation the sliding surface of the piston sliding space in the roller end and a machining deviation of the tapered Pistons themselves. This does not prevent the roll deformation a symmetrical relationship to the axial center of the Brought roller.
(3) Wie Fig. 6 zeigt, hat der Kolben H die Tendenz, bei einer Verschiebung des konisch verjüngten Kolbens H aus der Stellung G zum Ende der Walze in einen Zustand zurückzu kehren, der bestand, bevor er sich von der Walzenachse weg ausdehnte, so daß der Mantel J selbst zur Walzenachse hin durchgebogen wird. Infolgedessen nimmt die Verschiebung des Mantels J von der Walzenachse weg nicht einfach von der Lage G des konisch verjüngten Kolbens zum Walzenende hin zu. Damit wird die Balligkeit an dem in Breitenrichtung befindlichen Rand nicht verbessert, sondern eher ver schlechtert.(3) As shown in Fig. 6, when the tapered piston H is shifted from the G position to the end of the roller, the piston H tends to return to a state that existed before it expanded away from the roller axis, so that the jacket J itself is bent towards the roller axis. As a result, the displacement of the jacket J away from the roll axis does not simply increase from the position G of the conically tapered piston towards the roll end. This does not improve the crowning on the edge in the width direction, but rather worsens it.
(4) Die Tatsache, daß jede Kühlwalze die Schmelze kontak tiert und unter den Hochtemperatur- und hohen Wärmespan nungsbedingungen eingesetzt wird, wird nicht in Betracht gezogen. Daher sind die Kühlwassernuten an der Innenum fangsfläche des Mantels ausgebildet. Von den Kühlwasser nuten ausgehend bilden sich somit Risse, so daß die Walze vorübergehend nicht einsatzfähig ist, was in erhöhten Kosten für die Walze resultiert.(4) The fact that each chill roll contacts the melt and under the high temperature and high heat span conditions is not considered drawn. Therefore, the cooling water grooves are on the inside catch surface of the jacket formed. From the cooling water starting from the grooves, cracks form, so that the roller is temporarily unusable, which in increased Cost of the roller results.
(5) Wie vorstehend im Zusammenhang mit der Regelung der Walzenballigkeit erläutert wurde, wird die Temperaturver teilung des Mantels ebensowenig wie die Verhinderung einer Verformung infolge der Temperaturverteilung berücksichtigt. Damit nimmt der Umfang der Balligkeitsregelung zu, und die Balligkeitsregelung wird auch vom Gesichtspunkt der Wärme spannungen erschwert.(5) As above in connection with the regulation of the Roll crown was explained, the Temperaturver division of the mantle, just as little as the prevention of one Deformation due to the temperature distribution is taken into account. This increases the scope of the crowning rule, and the Crowning is also from the point of view of warmth tensions difficult.
Die Erfindung basiert auf der vorstehenden Analyse des Standes der Technik und wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1-4 erläutert.The invention is based on the above analysis of the prior art and is explained below with reference to FIGS. 1-4.
Fig. 1 zeigt eine von zwei Kühlwalzen einer Ausführungsform der Zwillingswalzen-Stranggießeinrichtung. Die Kühlwalze hat einen Walzenkörper 5. Ein Innenmantel 4 und ein Außen mantel 2 sind auf den Außenumfang des Kühlwalzenkörpers 5 aufgeschrumpft. Der Kühlwalzenkörper 5 ist drehbar in zwei Lagern 6 abgestützt. Die Lager 6 sind jeweils auf Walzen lagerabschnitten montiert, die von den entgegengesetzten Enden des Walzenballens der Kühlwalze vorspringen. Ein in Axialrichtung zentraler Abschnitt des Innenmantels 4 ist dickenreduziert unter Bildung einer Druckfluid-Füllkammer bzw. Walzenformregelungs-Druckkammer 3 auf der Seite einer Innenumfangsfläche des Innenmantels 4. Mehrere Kühlfluid Strömungskanäle 1 verlaufen im wesentlichen entlang der Achse der Kühlwalze und sind auf einer Außenumfangsfläche des Innenmantels 4 ausgebildet. Der Außenmantel 2 besteht aus einer Kupferlegierung, die ausgezeichnete Wärmeleit fähigkeit aufweist. Fig. 1 shows one of two cooling rolls of an embodiment of the twin roll continuous casting device. The cooling roll has a roll body 5 . An inner jacket 4 and an outer jacket 2 are shrunk onto the outer circumference of the chill roll body 5 . The cooling roller body 5 is rotatably supported in two bearings 6 . The bearings 6 are each mounted on roller bearing sections which project from the opposite ends of the roll barrel of the cooling roll. A central section of the inner casing 4 in the axial direction is reduced in thickness to form a pressure fluid filling chamber or roller shape control pressure chamber 3 on the side of an inner peripheral surface of the inner casing 4 . A plurality of cooling fluid flow channels 1 run essentially along the axis of the cooling roller and are formed on an outer peripheral surface of the inner jacket 4 . The outer jacket 2 is made of a copper alloy, which has excellent thermal conductivity.
Die Schrumpfpassung des Außenmantels 2 liegt in einem Bereich von 1/7001/800 des Schrumpfsitz-Flächendurchmes sers; dieser Wert ist größer als der übliche Schrumpfpas sungswert von 1/1000, um zu verhindern, daß der Schrumpf sitzeffekt durch Wärmeausdehnung des Außenmantels 2 infolge des Kontakts des Außenmantels mit der Metallschmelze ver lorengeht.The shrink fit of the outer jacket 2 is in a range of 1/7001/800 of the shrink fit surface diameter; this value is greater than the usual Schrumpfpas solution value of 1/1000, in order to prevent the shrink fit effect due to thermal expansion of the outer jacket 2 due to the contact of the outer jacket with the molten metal.
Den Walzenlagerabschnitten sind jeweils ein ringförmiger Drehanschluß für den Einlaß von Kühlfluid und ein ring förmiger Drehanschluß 11 zum Auslaß des Kühlfluids zuge ordnet. Im Kühlwalzenkörper 5 ist ein Kühlfluidförderkanal 7 ausgebildet, der den ringförmigen Drehanschluß 10 mit den Kühlfluid-Strömungskanälen 1 verbindet. Ferner ist im Kühl walzenkörper 5 ein Kühlfluidaustragkanal 8 ausgebildet, der die Kühlfluid-Strömungskanäle 1 mit dem ringförmigen Dreh anschluß 11 verbindet. Ein axialer Drehanschlluß 12 ist an ein Ende eines der Walzenlagerabschnitte angeschlossen und dient als Einlaß für Druckfluid. Ein Druckfluid-Strömungs kanal 9 ist im Kühlwalzenkörper 5 ausgebildet und bringt den axialen Drehanschluß 12 in Verbindung mit der Walzen formregelungs-Druckkammer 3. Die ringförmigen Drehanschlüs se 10 und 11 und der axiale Drehanschluß 12 sind jeweils an eine Kühlfluidzuführleitung, eine Kühlfluidaustragleitung bzw. eine Druckfluidleitung angeschlossen, die nicht gezeigt sind. Als Kühlfluid wird Wasser verwendet, und als Druckfluid dient Hydrauliköl, das für die hydraulischen Anlagen verwendet wird. The roller bearing sections are each assigned an annular rotary connection for the inlet of cooling fluid and an annular rotary connection 11 for the outlet of the cooling fluid. In the cooling roller body 5 , a cooling fluid delivery channel 7 is formed, which connects the annular rotary connection 10 with the cooling fluid flow channels 1 . Furthermore, a cooling fluid discharge channel 8 is formed in the cooling roller body 5 , which connects the cooling fluid flow channels 1 with the annular rotary connection 11 . An axial rotary connector 12 is connected to one end of one of the roller bearing sections and serves as an inlet for pressurized fluid. A pressure fluid flow channel 9 is formed in the cooling roller body 5 and brings the axial rotary connection 12 in connection with the roller shape control pressure chamber 3rd The annular rotary connections 10 and 11 and the axial rotary connection 12 are each connected to a cooling fluid supply line, a cooling fluid discharge line and a pressure fluid line, which are not shown. Water is used as the cooling fluid and hydraulic oil, which is used for the hydraulic systems, is used as the pressure fluid.
Bei dieser Kühlwalze strömt das durch die Kühlfluidzuführ leitung zugeführte Kühlfluid durch den ringförmigen Dreh anschluß 10 und den Kühlfluidzuführkanal 7 und durchströmt den Kühlfluid-Strömungskanal 1, um die Metallschmelze durch den Außenmantel 2 hindurch zu kühlen. Anschließend strömt das Kühlfluid durch den Kühlfluidaustragkanal 8 und den ringförmigen Drehanschluß 11 und tritt in die Kühlfluid austragleitung ein.In this cooling roller, the cooling fluid supplied through the cooling fluid supply line flows through the annular rotary connection 10 and the cooling fluid supply channel 7 and flows through the cooling fluid flow channel 1 to cool the molten metal through the outer jacket 2 . Then the cooling fluid flows through the cooling fluid discharge channel 8 and the annular rotary connection 11 and enters the cooling fluid discharge line.
Da gemäß Fig. 2 die Kühlfluid-Strömungskanäle 1 im wesent lichen längs der Walzenachse verlaufen, haben die Strö mungskanäle 1 verminderte Länge und weisen geringere Druck verluste auf, so daß eine große Kühlfluidmenge durchströmen kann. Dadurch wird die Kühlleistung verbessert, so daß ein Temperaturanstieg des Außenmantels 2 unterdrückt und Tem peraturänderungen in Axialrichtung der Kühlwalze vermindert werden können. Da ferner als Außenmantel 2 eine sehr gut wärmeleitfähige Kupferlegierung verwendet wird, ist der Temperaturanstieg des Außenmantels gering, und Temperatur änderungen in Axialrichtung der Walze sind ebenfalls gering im Vergleich zu einem Stahlmantel. Ferner sind gemäß Fig. 2 die Kühlfluid-Strömungskanäle 1 auf der Außenumfangsfläche des Innenmantels 4 ausgebildet und verlaufen im wesentli chen entlang der Walzenachse, sind jedoch nicht vollständig parallel dazu. Die Kühlfluid-Strömungskanäle 1 sind also in bezug auf die Erzeugende der Außenumfangsfläche des Innen mantels 4 leicht geneigt. Ein Einlaß und ein Auslaß jedes Kühlfluid-Strömungskanals 1 sind zueinander wendelartig versetzt, und zwar um einen Betrag, der gleich der Summe der Strömungskanalbreite B und der Breite b einer Trennwand 13 zwischen jedem Paar von benachbarten Strömungskanälen 1 ist. D. h., die Positionen des jeweiligen Ein- und Auslas ses jedes Strömungskanals 1 in Umfangsrichtung des Innen mantels 4 sind in bezug aufeinander wendelartig versetzt, und zwar um einen Betrag, der gleich der Summe der Breiten B und b ist. Auf diese Weise sind die Kühlfluid-Strömungs kanäle 1 relativ zu der Erzeugenden des Innenmantels 4 geneigt. Ungeachtet des jeweils in einer Stellung, in der der Kühlwalzenspalt minimal ist, befindlichen Erzeugenden Abschnitts auf der Außenumfangsfläche der Kühlwalze ist immer die Trennwand 13 zwischen dem Innen- und dem Außen mantel 4 bzw. 2 in der Position des Erzeugenden-Abschnitts vorhanden. Damit verhindert die Trennwand 13 eine Verfor mung des Außenmantels 2 aufgrund eines von der Bramme aus gehenden Gegendrucks, der auf den Außenmantel 2 einwirkt.As shown in FIG. 2, the cooling fluid flow channels 1 in Wesent union along the rolling axis extend, the Strö have mung channels 1 reduced length and have lower pressure losses, so that a large amount of cooling fluid can flow. This improves the cooling capacity, so that a rise in temperature of the outer jacket 2 is suppressed and temperature changes in the axial direction of the cooling roller can be reduced. Furthermore, since a very good heat-conductive copper alloy is used as the outer jacket 2 , the temperature rise of the outer jacket is small, and temperature changes in the axial direction of the roller are also small compared to a steel jacket. Furthermore, according to Fig. 2, the cooling fluid flow channels formed on the outer peripheral surface of the inner shell 4 1 and extend wesentli surfaces along the roll axis, but are not fully parallel. The cooling fluid flow channels 1 are thus slightly inclined with respect to the generatrix of the outer peripheral surface of the inner shell 4 . An inlet and an outlet of each cooling fluid flow channel 1 are helically offset from each other by an amount equal to the sum of the flow channel width B and the width b of a partition 13 between each pair of adjacent flow channels 1 . That is, the positions of the respective inlet and outlet ses each flow channel 1 in the circumferential direction of the inner shell 4 are helically offset with respect to each other, by an amount equal to the sum of the widths B and b . In this way, the cooling fluid flow channels 1 are inclined relative to the generatrix of the inner shell 4 . Notwithstanding the respective in a position in which the cooling roll gap is minimal, the generating section on the outer circumferential surface of the cooling roll, the partition wall 13 between the inner and outer shells 4 and 2 is always present in the position of the generating section. Thus, the partition wall 13 prevents deformation of the outer jacket 2 due to a back pressure emanating from the slab, which acts on the outer jacket 2 .
Ein Teil der Innenumfangsfläche des Innenmantels 4 mit Aus nahme der entgegengesetzten Endabschnitte, in denen der Kühlfluidzuführkanal 7 bzw. der Kühlfluidaustragkanal 8 ausgebildet sind, ist ausgeschnitten unter Bildung eines Hohlraums zwischen der Innenumfangsfläche des Innenmantels 4 und der Außenumfangsfläche des Kühlwalzenkörpers 5. Dieser Hohlraum dient als Walzenformregelungs-Druckkammer 3, der das Druckfluid aus der Druckfluidleitung (nicht gezeigt) durch den axialen Drehanschluß 12 und den Druck fluidströmungskanal 9 zugeführt wird.A part of the inner peripheral surface of the inner shell 4 with the exception of the opposite end portions, in which the cooling fluid supply channel 7 or the cooling fluid discharge channel 8 are formed, is cut out to form a cavity between the inner peripheral surface of the inner shell 4 and the outer peripheral surface of the cooling roller body 5 . This cavity serves as a roller shape control pressure chamber 3 , to which the pressure fluid from the pressure fluid line (not shown) is supplied through the axial rotary connection 12 and the pressure fluid flow channel 9 .
Der aus Kupferlegierung bestehende Außenmantel und der Kühlfluid-Strömungskanal 1 ermöglichen eine Verringerung der Walzenballigkeit, die aus der Temperaturverteilung in Breitenrichtung und in Dickenrichtung des Außenmantels 2 resultiert. Außerdem ist die Walzenformregelungs-Druckkam mer 3 mit dem Druckfluid gefüllt und wird dadurch druck beaufschlagt, um den Innenmantel 4 aufzuweiten und zu ver formen. Die Verformung des Innenmantels 4 bewirkt, daß der durch die Trennwände 13 in Kontakt mit der Außenumfangs fläche des Innenmantels 4 befindliche Außenmantel 2 eben falls verformt wird, so daß die Formänderung des Außenman tels 2, d. h. der Walzenballigkeit, durch Regelung des Druckfluids regelbar ist.The outer jacket made of copper alloy and the cooling fluid flow channel 1 enable a reduction in the roll crown, which results from the temperature distribution in the width direction and in the thickness direction of the outer jacket 2 . In addition, the roller shape control Druckkam mer 3 is filled with the pressure fluid and is thereby pressurized to expand and mold the inner shell 4 ver. The deformation of the inner jacket 4 causes the surface by the partition walls 13 in contact with the outer circumferential surface of the inner jacket 4 outer jacket 2 to be deformed, so that the change in shape of the outer jacket 2 , ie the crowning, can be regulated by regulating the pressure fluid.
Wie bereits beschrieben, resultiert die Walzenballigkeit aus einem ungleichmäßigen Temperaturanstieg der Kühlwalze und nimmt vom Anfahren des Stranggießvorgangs ausgehend allmählich während 1-3 min zu. Um die Zunahme der Walzen balligkeit zu vermeiden, sind folgende Maßnahmen vorge sehen.As already described, the roll crown results from an uneven temperature rise of the cooling roll and starts from the start of the continuous casting process gradually for 1-3 min. To the increase in the rollers To avoid crowning, the following measures are recommended see.
(a) Die Außenumfangsfläche des Außenmantels 2 ist derart endbearbeitet, daß der Kühlwalzenmantel eben gemacht wird, wenn der Fluiddruck in der Walzenformregelungs-Druckkammer 3 einen vorgegebenen Wert hat.(a) The outer peripheral surface of the outer shell 2 is finished so that the cooling roller shell is made flat when the fluid pressure in the roller shape control pressure chamber 3 has a predetermined value.
(b) Beim Anfahren des Stranggießvorgangs wird der Druck des Druckfluids auf dem vorgegebenen Wert gehalten, um die Konfiguration der Außenumfangsfläche der Kühlwalze flach in dem Zustand zu halten, in dem die Kühlwalzentemperatur nicht erhöht ist.(b) When starting the continuous casting process, the pressure of the Pressurized fluids kept at the predetermined value to the Configuration of the outer peripheral surface of the cooling roller flat in to keep the state where the chill roll temperature is not increased.
(c) Der Druck des Druckfluids wird im Lauf der Zeit ver ringert, um den Außendurchmesser des Mittenabschnitts der Kühlwalze, der infolge des Temperaturanstiegs zunimmt, zu verringern, wodurch die Konfiguration der Außenumfangs fläche der Kühlwalze flach gehalten wird.(c) The pressure of the pressurized fluid is lost over time wrestles to the outside diameter of the center portion of the Cooling roller, which increases due to the temperature rise, to reduce, thereby configuring the outer circumference surface of the cooling roller is kept flat.
Aufgrund dieser Maßnahmen wurde ein Band erhalten, das gleichmäßige Dicke über die Bandbreite aufweist, und zwar vom Moment des Anfahrens des Stranggießvorgangs, wodurch die Ausbeute gesteigert werden kann.Because of these measures, a volume was obtained that uniform thickness over the bandwidth, namely from the moment of starting the continuous casting process, whereby the yield can be increased.
Bei der erläuterten Ausführungsform wurde korrosionsfreier Stahl unter folgenden Bedingungen stranggegossen: Die Kühl walze hatte einen Außendurchmesser von 800 mm und eine Oberflächenlänge von 600 mm, die Dicke des Außenmantels 2 war 30 mm, die Dicke des Innenmantels 4 war 50 mm, der Abschnitt des Innenmantels 4 an der Druckfluid-Füllkammer 3 hatte eine Dicke von 20 mm, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers durch die Kühlfluid-Strömungskanäle 1 betrug 5 m/s, und der Druck des Druckfluids war 200 kg/cm2. Damit wurde eine überlegene Regelkennlinie für die Walzen balligkeit erzielt. In the illustrated embodiment, stainless steel was continuously cast under the following conditions: the cooling roll had an outer diameter of 800 mm and a surface length of 600 mm, the thickness of the outer shell 2 was 30 mm, the thickness of the inner shell 4 was 50 mm, the portion of the inner shell 4 on the pressure fluid filling chamber 3 had a thickness of 20 mm, the flow rate of the cooling water through the cooling fluid flow channels 1 was 5 m / s, and the pressure of the pressure fluid was 200 kg / cm 2 . A superior control characteristic for the roller crown was thus achieved.
Fig. 4 zeigt eine von zwei Kühlwalzen einer zweiten Aus führungsform der Zwillingswalzen-Stranggießeinrichtung. Diese Kühlwalze hat einen Innenmantel 104, dessen Wand stärke an seinem in Axialrichtung mittleren Abschnitt zur Achse der Kühlwalze hin größer ist, wodurch die Walzenform regelungs-Druckkammer in zwei Kammerabschnitte 103 a und 103 b unterteilt ist. Ein Druckfluidströmungskanal 109 steht mit jedem der beiden Druckkammerabschnitte 103 a und 103 b in Verbindung. Ein Kühlfluidzuführkanal 107 und ein Kühlfluid austragkanal 108 verlaufen jeweils entlang den entgegenge setzten axialen Endflächen des Innenmantels 104 und sind an die Kühlfluid-Strömungskanäle 1 angeschlossen. Der sonstige Aufbau der Ausführungsform von Fig. 4 kann demjenigen der Ausführungsform von Fig. 1 entsprechen; dabei sind gleiche Teile gleich bezeichnet und werden nicht nochmals erläu tert. Fig. 4 shows one of two cooling rolls from a second embodiment of the twin roll caster. This chill roll has an inner jacket 104 , the wall thickness of which is larger at its central section in the axial direction towards the axis of the chill roll, as a result of which the roll shape control pressure chamber is divided into two chamber sections 103 a and 103 b . A pressure fluid flow channel 109 is connected to each of the two pressure chamber sections 103 a and 103 b . A cooling fluid supply channel 107 and a cooling fluid discharge channel 108 each run along the opposite axial end faces of the inner jacket 104 and are connected to the cooling fluid flow channels 1 . The other structure of the embodiment of FIG. 4 can correspond to that of the embodiment of FIG. 1; the same parts are labeled identically and are not explained again.
Die Kühlwalze gemäß Fig. 4 ist besonders gut geeignet zur Erzeugung einer relativ breiten Bramme. Die Kühlwalze ist so konstruiert, daß sie eine starke Ausdehnungsverformung an einem in Axialrichtung zentralen, große Länge aufwei senden Abschnitt des Mantels verhindert, wobei diese Ver formung auftreten kann, wenn der Mantel gleichmäßig druck beaufschlagt wird. Dadurch nähert sich die Konfiguration der aufgrund der Druckbeaufschlagung verformten Walze der Konfiguration der Walze, die sich infolge der Erwärmung durch die Metallschmelze thermisch ausgedehnt hat, wodurch die Blechwölbung in hochgenauer Weise kontrollierbar ist, und zwar deshalb, weil im Fall großer Länge der Walzenober fläche ein Bereich vergrößert wird, in dem der Betrag der Wärmeausdehnungsverformung an dem in Axialrichtung zentra len Abschnitt der Walze vergleichmäßigt wird.The cooling roll as shown in FIG. 4 is particularly well suited for producing a relatively wide slab. The cooling roller is constructed so that it prevents a strong expansion deformation at a central, long length in the axial direction of the portion of the jacket, which deformation can occur when the jacket is evenly pressurized. As a result, the configuration of the roll deformed due to the pressurization approaches the configuration of the roll, which has expanded thermally as a result of the heating by the molten metal, as a result of which the sheet metal curvature can be controlled in a highly precise manner, because in the case of a large length of the roll surface a Area is increased in which the amount of thermal expansion deformation is equalized at the central portion of the roller in the axial direction.
Im Zusammenhang mit den beiden oben erläuterten Ausfüh rungsformen ist zu sagen, daß die Kühlwalzen so konstruiert sind, daß ihr Durchmesser in einem Bereich von 600-1200 mm und die Oberflächenlänge in einem Bereich von 600-1600 mm liegt. In diesem Fall wird mit den Kühlwalzen ein Band mit einer Dicke von 2-50 mm erzeugt, z. B. einfacher Stahl, korrosionsfreier Stahl, Kupfer, Aluminium od. dgl., und zwar mit einer Stranggießgeschwindigkeit von 1-60 m/min.In connection with the two versions explained above Forms can be said that the cooling rolls are constructed in this way are that their diameter is in the range of 600-1200 mm and the surface length in a range of 600-1600 mm lies. In this case, a belt is used with the cooling rollers generated a thickness of 2-50 mm, e.g. B. simple steel, corrosion-free steel, copper, aluminum or the like, and with a continuous casting speed of 1-60 m / min.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Zwillingswalzen-Strang gießeinrichtung so konstruiert, daß jede der beiden Kühl walzen eine Druckkammer getrennt von den Kühlfluid-Strö mungskanälen aufweist. Bei einer solchen Konstruktion haben die Kühlfluid-Strömungskanäle verminderte Länge und größe ren Querschnitt, wodurch die Kühlleistung verbessert werden kann. Infolgedessen wird der Temperaturanstieg des Außen mantels gehemmt, und Temperaturänderungen in Breitenrich tung der Kühlwalze werden vermindert, so daß der Betrag der Walzenausdehnung und der Betrag der Walzenballigkeit ver ringert werden. Ferner wird der Druck des Druckfluids, mit dem die Druckkammer gefüllt ist, unabhängig von der Kühl fluidmenge eingestellt, was eine Expansionsverformung der mit der Metallschmelze in Kontakt befindlichen Fläche der Walze über im wesentlichen den Gesamtbereich der Kontakt fläche ermöglicht. Infolgedessen kann die Konfiguration der Kühlwalze in einfacher Weise beeinflußt werden, und das Ausmaß der Walzenballigkeit wird vermindert. Damit ist es möglich, ein Band zu erzeugen, das gleichmäßige Dicke über die Bandbreite aufweist.As described above, the twin roll strand is pouring device constructed so that each of the two cooling roll a pressure chamber separately from the cooling fluid flows has channels. With such a construction the cooling fluid flow channels reduced length and size ren cross section, which improves the cooling performance can. As a result, the temperature rise of the outside mantle inhibited, and temperature changes in Breitenrich tion of the cooling roller are reduced so that the amount of Roll expansion and the amount of roll crown ver be wrested. Furthermore, the pressure of the pressure fluid, with which the pressure chamber is filled, regardless of the cooling Fluid amount set, which is an expansion deformation of the surface of the metal which is in contact with the molten metal Roll over essentially the entire area of contact surface enables. As a result, the configuration of the Cooling roller can be influenced in a simple manner, and that The extent of the roll crown is reduced. So that's it possible to create a tape that is uniform in thickness across has the bandwidth.
Claims (8)
- - ein Paar Kühlwalzen, die parallel zueinander einander gegenüberstehen und um ihre jeweiligen Achsen drehbar sind, so daß Metallschmelze als Blechband durch einen Walzenspalt unter Kühlung und Verfestigung durch die Kühlwalzen gezogen wird;
- - wobei jede Kühlwalze einen Walzenkörper (5) und auf des sen Außenumfang aufgezogen einen Innenmantel und einen Außenmantel (4, 2; 104, 102) aufweist;
- - wobei zwischen dem Innen- und dem Außenmantel jeder Kühl walze mehrere Kühlfluid-Strömungskanäle (1) gebildet sind und im wesentlichen entlang einer Achse der Kühlwalze verlaufen; und
- - wobei zwischen dem Innenmantel und dem Walzenkörper jeder Kühlwalze eine Walzenformregelungs-Druckkammer (3) ge bildet ist.
- - A pair of cooling rolls, which are parallel to each other and are rotatable about their respective axes, so that molten metal is drawn as a sheet metal strip through a nip with cooling and solidification through the cooling rolls;
- - wherein each cooling roller has a roller body ( 5 ) and, on its outer circumference, has an inner jacket and an outer jacket ( 4 , 2 ; 104 , 102 );
- - wherein between the inner and outer shells of each cooling roller, a plurality of cooling fluid flow channels ( 1 ) are formed and extend substantially along an axis of the cooling roller; and
- - In which a roll shape control pressure chamber ( 3 ) is formed between the inner shell and the roll body of each cooling roll.
- - zwei einander gegenüberstehende, zueinander parallele Walzen mit einem dazwischen verbleibenden Walzenspalt, so daß dem Walzenspalt zugeführte Metallschmelze als Blech band durch den Walzenspalt ziehbar ist, während die Schmelze durch das Walzenpaar gekühlt und verfestigt wird, wobei jede der beiden Walzen einen drehbaren Wal zenkörper (5) und wenigstens einen Mantel (2, 4; 102, 104), der auf den Außenumfang des Walzenkörpers aufge zogen ist, zur Bildung einer Kontaktfläche mit der Schmelze aufweist;
- - zwischen dem Mantel jeder Walze und dem Walzenkörper angeordnete Kühlvorrichtungen (1) zur Kühlung der Kon taktfläche mittels einer Flüssigkeit; und
- - zwischen den jeder Walze und ihrem Walzenkörper zuge ordneten Kühlvorrichtungen angeordnete Mittel (3) zur Beaufschlagung der Kontaktfläche in Richtung zu der Metallschmelze über im wesentlichen die gesamte Kontakt fläche mit Hydraulikdruck, um dadurch die Konfiguration der Kontaktfläche zu regeln.
- - Two mutually parallel, parallel rollers with a roller gap remaining therebetween, so that the metal melt fed to the roller gap can be pulled as a sheet metal band through the roller gap, while the melt is cooled and solidified by the roller pair, each of the two rollers having a rotatable roller body ( 5 ) and at least one jacket ( 2 , 4 ; 102 , 104 ), which is pulled up on the outer circumference of the roller body, to form a contact surface with the melt;
- - Between the jacket of each roller and the roller body arranged cooling devices ( 1 ) for cooling the con tact surface by means of a liquid; and
- - Between the each roller and its roller body associated cooling devices arranged means ( 3 ) for applying the contact surface towards the molten metal over substantially the entire contact surface with hydraulic pressure, thereby controlling the configuration of the contact surface.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |