DE3880894T2

DE3880894T2 - Doppelband-Giessmaschine und Verfahren zum Giessen bei Anwendung derselben.

Info

Publication number: DE3880894T2
Application number: DE88305227T
Authority: DE
Inventors: Noriyuki C O Oita Seitet Kanai; Keiichi C O Yahata Se Katahira; Katsuhiro C O Oita Seite Maeda; Tsuyoshi C O Daisan Giju Saeki; Kiyomi C O Daisan Gijutsu Shio; Hideyuki C O Oita Sei Takahama; Kaname C O Kimitsu Seitet Wada
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2008-06-09
Also published as: CA1332101C; KR890000185A; EP0295080A3; AU607226B2; US4905753A; EP0295080B1; KR960003712B1; EP0295080A2; DE3880894D1; AU1746888A; ES2040344T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelband- Gießmaschine gemäß der Präambel von Patentanspruch 1, mit der die Breite einer erzeugten dünnen Bramme frei verändert werden kann, und insbesondere eine Doppelband-Gießmaschine, bei der die Verformung der Bänder verhindert wird, sowie ein Gießverfahren gemäß der Präambel von Patentanspruch 11, bei deni die Maschine verwendet wird.
In den letzten Jahren wurde ein Stranggießverfahren bekannt, bei dem eine dünne Bramme mit einer Dicke von mehreren Millimetern bis mehreren Dutzend Millimetern und einer Form, die nahezu der eines Endprodukts entspricht, direkt aus geschmolzenem Metall, wie beispielsweise geschruolzenem Stahl, erzeugt wird. Gemäß diesem Verfahren können, weil kein herkömmlich verwendetes mehrstufiges Walzverfahren erforderlich ist, die Verfahren und Einrichtungen vereinfacht werden. Weil außerdem Schritte zum Erwärmen des Basismaterials auf eine Arbeitstemperatur zwischen den jeweiligen Verfahren im wesentlichen unnötig sind, kann eine Energiesparwirkung erwartet werden. Als eines der Stranggießverfahren ist ein Doppelband-Gießverfahren bekannt.
Bei dieser Doppelband-Gießmaschine wird das geschmolzene Metall in einer Gießwanne durch einen Ausguß in einen Gießraum eingeleitet. Dieser Gießraum wird durch einen zwischen einem Paar Bändern, die aus hitzebeständigem Material, wie beispielsweise Stahl hergestellt werden, und die jeweils zwischen Rollen geführt werden, ausgebildeten Raum definiert, wobei beide Seitenabschnitte des Raums jeweils durch Randwälle getrennt sind. Das in diesen Gießraum eingefüllte, geschmolzene Metall wird durch Kühlkasten abgekühlt und verfestigt und fließt als eine dünne Bramme ab.
Wenn zwischen dem Band und dem Randwall ein Zwischenraum vorhanden ist, kann das geschmolzene Metall zu diesem Zeitpunkt in diesen Zwischenraum eintreten, wodurch es ausfließt. Daher muß das Band gegen den Randwall gepreßt werden.
Es sind die folgenden zwei Typen von Randwällen bekannt: Bei einem Typ bewegt sich der Randwall nicht in die Bewegungsrichtung des gegossenen Metalls und der andere Typ ist ein Umlauf-Randwall, der sich synchron zur Bewegung des gegossenen Metalls bewegt. Obwohl diese beiden Typen allgemein als Randwall bezeichnet werden, wird, wenn die beiden Typen einzeln bezeichnet werden, der erstgenannte Typ als feststehender Randwall und der letztgenannte Typ als synchronlaufender Randwall bezeichnet.
Wenn die Breite des gegossenen Metalls durch die Verwendung feststehender Randwälle verändert wird, werden die Randwälle in die Querrichtung des Bandes, d.h. senkrecht zur Laufrichtung des Bandes auseinander- oder zusammenbewegt.
Zur Veränderung der Breite des gegossenen Metalls durch Verwendung synchronlaufender Randwälle sind die beiden folgenden Verfahren bekannt: Bei einem Verfahren werden die synchronlaufenden Randwälle zusammen mit ihren Grundseiten in die Querrichtung des Bandes auseinander- oder zusammenbewegt; wobei bei dem anderen Verfahren, wenn die die synchronlaufenden Randwälle bildenden Kühlblöcke nacheinander zwischen die Bänder in deren Laufrichtung eingesetzt werden, die Blöcke eingesetzt werden, nachdem die Einbaupositionen der Blöcke an den auseinander- oder zusammenbewegten Positionen in Querrichtung des Bandes geändert wurden. Obwohl die Blöcke selbst nicht in die Querrichtung des Bandes bewegt werden, wird in diesem Fall die Breite des Gießteils durch das Einsetzen der Gruppe der Blöcke verändert, deren Positionen geändert wurden.
Obwohl es verschiedene Verfahren zum Verändern der Breite des gegossenen Metalls gibt, wird bei der vorliegenden Erfindung die bei diesen Verfahren beschriebene Bewegung aus Vereinfachungsgründen allgemein als die Querbewegung (Bewegung entlang der Breite) der Randwälle bezeichnet.
Die vorliegenden Erfinder haben ein Verfahren zum Anpressen der Randwälle entwickelt und als Patent JP-A-61- 99541 angemeldet. Bei dieser Vorrichtung sind die Randwälle so angeordnet, daß sie in Querrichtung des Bandes beweglich sind, wobei die Randwall-Stützblöcke zusätzlich zu an beiden Seiten des Kühlkastens angeordneten Randwällen in dem Kühl kasten vorgesehen sind. Diese Randwall-Stützblöcke können die Bänder ungehindert anpressen, wenn über eine Stange die Vorschubkraft einer Preßeinrichtung auf die Blöcke übertragen wird. Dadurch kann die Breite einer dünnen Bramme verändert werden, wenn mehrere derartige Randwall-Stützblöcke in Querrichtung des Kühlkastens vorgesehen sind.
D.h., wenn eine dünne Bramme mit einer maximalen Breite erzeugt wird, werden die beiden Seitenabschnitte des Gießraums durch die äußeren Randwall-Stützblöcke geteilt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Kühlmittel in den gesamten Raum zwischen dem Band und dem Kühlkasten eingeleitet. Wenn eine dünne Bramme mit einer geringen Breite erzeugt wird, werden die Randwälle zu innenliegenden Positionen in die Querrichtung des Bandes verschoben, wobei die Randwall-Stützblöcke an diesen Positionen gegen das Band gepreßt werden, um den Gießraum zu bilden. Darüber hinaus wird das Kühlmittel in einen Zwischenraum zwischen dem Bandabschnitt, der bezüglich der Querrichtung des Bandes einwärts vom Randwall-Stützblock angeordnet ist, und dem Kühlkasten eingeleitet, während die Kühlmittelzufuhr in einen Zwischenraum außerhalb dieses Bereichs gestoppt wird. Auf der Oberfläche des Kühlkastens, gegenüber des Bandes, sind mehrere Rippen vorgesehen, wobei diese Rippen verhindern, daß sich das Band durch den statischen Druck des geschmolzenen Metalls dem Kühlkasten übermäßig nähert, und wobei die Rippen eine vorgegebene Rinne für das Kühlmittel bereitstellen.
Weil die Randwall-Stützblöcke derart verschiebbar angeordnet sind, können mit der gleichen Stranggießvorrichtung dünne Brammen mit verschiedenen gewünschten Breiten hergestellt werden.
Wenn die dünne Bramme gegossen wird, wird darüber hinaus die Gesamtoberfläche des Bandes, die mit dem geschmolzenen Metall in Kontakt gebracht wird, einem großen Wärmestrom unterzogen, wobei die Temperatur in einem Mittelabschnitt des Bandes selbst verglichen mit anderen Abschnitten höher wird. Daher erfährt das Band an seinem Mittelabschnitt eine thermische Ausdehnung, wobei bekannt ist, daß dadurch eine Verformung der Bänder verursacht wird. Dieser Zustand ist in Fig. 26 schematisch dargestellt. Um diese Verformung zu verhindern ist es wirksam, eine gleichmäßige Temperatur der Gesamtoberfläche der Bänder herzustellen. In der US-A-3937270 (JP-B-57-61502) wird vermutet, daß die Verformung der Bänder durch den kalten Rahmen an der Gieß-Eintrittseite verursacht wird, wobei als Gegenmaßnahme vorgeschlagen wird, vorher eine höhere Temperatur der Bänder herzustellen. Außerdem wird in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 59-58550 vorgeschlagen, die gegenüberliegenden Endabschnitte der Bänder zu erwärmen, um die Temperatur dieser Abschnitte derjenigen des Mittelabschnitts der Bänder anzugleichen.
Ferner wird in der US-A-3937270 (JP-B-57-61502) vorgeschlagen, daß, wenn bei Verwendung einer Band-Gußformart Gießbrammen mit verschiedenen Breiten erzeugt werden, die Wassermenge an gegenüberliegenden Endabschnitten der Bänder verändert wird. Bisher wurde jedoch kein Verfahren vorgeschlagen, durch das die Positionen der gekühlten Abschnitte und der ungekühlten Abschnitte verändert werden können, indem sie der Änderung der Breite der gegossenen dünnen Bramme folgen, wenn die Breite der dünnen Bramme verändert wird, während das Gießen der Bramme fortgesetzt wird.
Dieses Problem wird insbesondere während eines Gießprozesses wichtig, d.h., wenn die Gießbreite ohne Unterbrechung des Gießprozesses verändert wird. D.h., wenn die Breite des gegossenen Metalls verändert wird, muß auch gleichzeitig die Reichweite des an der Rückfläche der Bänder in deren Querrichtung angeordneten Kühlwassers geändert werden. Um eine wirksamere Maßnahme zu treffen, müssen gleichzeitig die Erwärmungsbereiche an gegenüberliegenden Endabschnitten der Bänder geändert werden, wobei jedoch dieses Verfahren bisher nicht vorgeschlagen wurde.
Darüber hinaus wurde festgestellt, daß es schwierig ist, die Verformung der Bänder dadurch zu unterdrücken, daß die Temperaturverteilung der Bänder in deren Querrichtung eingestellt wird, und daß die gegenüberliegenden Endabschnitte der Bänder in einem solchen Ausmaß erwärmt werden, daß keine nachteiligen Wirkungen auf die dünne Bramme ausgeübt werden. Der Grund für diese Schwierigkeit besteht darin, daß die Temperaturverteilung des Bandes zwei Temperaturverteilungen aufweist: in Richtung der Breite und in Richtung der Dicke des Bandes, wobei, obwohl die Temperaturverteilung in Querrichtung des Bandes gleichmäßig hergestellt werden kann, die Temperaturverteilung in Richtung der Dicke des Bandes nicht gleichmäßig hergestellt werden kann. D.h., durch das vorgeschlagene, vorstehend beschriebene Verfahren, kann zwar die Verformung in Querrichtung des Bandes, jedoch nicht in Längsrichtung des Bandes verhindert werden.
Als Maßnahme gegen dieses Problem wird in der US-A- 3878883 (JP-B-59-4225) das Dehnen der Bänder und das Ausüben einer Spannung von 562.9 bis 1407.4 Kilogramm/Quadratzentimeter des Bandquerschnitts (8000 bis 20000 Pfund/Quadratzoll des Bandquerschnitts) auf die Bänder vorgeschlagen.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß auch mit diesem Verfahren die Verzerrung der Bänder nicht ausreichend verhindert werden kann, wenn der Gießvorgang ausgeführt wird, während die Breite des gegossenen Metalls verändert wird.
In der US-A-3937270, auf der die Präambel der vorliegenden Patentansprüche 1 und 11 basiert, wird eine Stranggießmaschine offenbart, in die geschmolzenes Metall von einer am Eingangsende der Maschine angeordneten Gießwanne eingeleitet wird. Das geschmolzene Metall wird in einen zwischen den beabstandeten, parallelen Flächen eines Paars von breiten, flexiblen Umlauf-Gießbändern definierten Gießbereich eingeleitet und darin verfestigt. Die beiden Seitenränder des Gießbereichs werden durch ein Paar von seitlich beabstandeten, flexiblen Umlauf-Seitenrändern definiert, die zwischen dem oberen und dem unteren Gießband im Gießbereich umlaufen. Untere Walzen dienen dazu, die jeweiligen Bänder auf ihre Laufeinrichtungen zu spannen und zu führen. Die Rückflächen jedes Bandes werden durch Hochgeschwindigkeitsschichten eines flüssigen Kühlmittels gekühlt. Es sind Heizeinrichtungen vorgesehen, die bezüglich drei Zonen einstellbar sind. Die erste Zone erstreckt sich in Querrichtung über den Haupt-Mittelabschnitt jedes Bandes über eine Breite, die der Breite des Gießbereichs gleich ist. Die zweite und die dritte Zone erstrecken sich in Querrichtung über die jeweiligen Randabschnitte jedes Bandes außerhalb des Gießbereichs.
Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Doppelband- Stranggießmaschine bereitgestellt mit:
einem Paar Bänder,
einem zwischen dem Paar Bändern angeordneten Paar Randwällen zur Definition eines Metallpools, um eine dünne Bramme zu erzeugen, indem das Abkühlen und Verfestigen des in den Metallpool eingefüllten, flüssigen Metalls ermöglicht wird,
einer Einrichtung zum Verschieben der Position der Randwälle in Querrichtung der Bänder,
einer Preßeinrichtung, die so angeordnet ist, daß sie die Rückfläche der Bänder anpreßt, und
einer Einrichtung zum Erwärmen und zum Abkühlen verschiedener Bereiche der Bänder, dadurch gekennzeichnet, daß:
Steuereinrichtungen zum Betätigen der Preßeinrichtung gemäß der Verschiebung der Randwälle vorgesehen sind, um die Bänder in der Position, zu der die Randwälle verschoben wurden, gegen die Randwälle zu pressen, und
daß die Einrichtung zum Erwärmen und zum Abkühlen verschiedener Bereiche der Bänder mehrere Kühl/Wärme-Kammern aufweist, die so verteilt sind, daß sie das Abkühlen und das Erwärmen verschiedener Bereiche in Querrichtung der Bänder ermöglichen, und Einrichtungen zum Einstellen der Position der Trennung zwischen dem Abkühlbereich und dem Erwärmungsbereich, um den Änderungen der Position der Randwälle zu entsprechen.
Die Maschine kann ferner einen in der Nähe des Mittelabschnitts in Querrichtung der Bänder angeordneten Kühlkasten aufweisen.
Bei einer in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Einrichtung zum Einstellen der Position der Trennung auf:
einen Fluidzufuhr-Kolbenverteiler, wobei der Innenraum des Verteilers durch einen Kolben zweigeteilt wird, wobei ein Abschnitt des geteilten Raums mit einer Kühlwasser-Zufuhrquelle und der andere Abschnitt des Raums mit einer Heizmittel-Zufuhrquelle zum Erwärmen der Seiten-Endflächen der Bänder verbunden ist, und wobei im Innenraum mehrere, jeweils mit den mehreren Kühl/Wärme-Kammern in axialer Richtung verbundene Abzweigkanäle ausgebildet sind, und
einen Auslaß-Kolbenverteiler, der mit mehreren auslaßseitigen, jeweils mit den mehreren Kühl/Wärme-Kammern verbundenen Auslaßkanälen ausgebildet ist.
Die Maschine kann außerdem eine Steuereinrichtung zum synchronen Verschieben der Randwälle und jedes Kolbens und zum synchronen Betätigen der Preßeinrichtungen aufweisen.
Bei einer in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung weisen die mehreren Preßeinrichtungen jeweils in den mehreren Kühl/Wärme-Kammern angeordnete Randwall-Stützblöcke auf, wobei die mehreren Preßeinrichtungen so angeordnet sind, daß sie einen gewünschten der Randwall-Stützblöcke anpressen.
Die mehreren Kühl/Wärme-Kammern können in Gießrichtung in mehreren Stufen angeordnet sein.
Bei einer in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden die mehreren Preßeinrichtungen durch mehrere, an jeweiligen Fluidauslässen der mehreren Kühl/Wärme-Kammern bereitgestellten Drosselvorrichtungen gebildet, wobei jedes der Bänder so angeordnet ist, daß es unter dem statischen Druck der Kühl/Wärme-Kammer in Preßkontakt mit den Randwällen gebracht wird, wenn mindestens eine der Drosselvorrichtungen bei einer Position wahlweise betätigt wird, die den Randwällen in der Position entspricht, zu der sie verschoben wurden.
Die Preßeinrichtung kann außerdem aufweisen: eine Gruppe scheibenförmiger, auf den Rückflächen der Bänder angeordneter Walzen, um die Flachheit der Bänder aufrechtzuerhalten, und eine Steuereinrichtung, um die Abstände der Gruppe von Scheibenwalzen gemäß der Position, in die die Randwälle verschoben werden, zu vergrößern oder zu verringern, und
wobei die Gruppe von Scheibenwalzen so angeordnet ist, daß ihr Abstand automatisch vergrößert oder verringert wird, und wobei die Gruppe von Scheibenwalzen der Verschiebung der Randwälle folgt.
Die scheibenförmigen Walzen können einen Teil einer oberen Gießform-Kühlstruktur bilden, wobei eine untere Gießform-Kühlstruktur mit den folgenden Merkmalen vorgesehen ist:
Die Einrichtung zum Einstellen der Position der Trennung weist einen Fluidzufuhr-Kolbenverteiler auf, wobei der Innenraum des Verteilers durch einen Kolben zweigeteilt wird, wobei ein Abschnitt des geteilten Raums mit einer Kühlwasser-Zufuhrquelle und der andere Abschnitt des Raums mit einer Heizmittel-Zufuhrquelle zum Erwärmen der Seiten- Endflächen der Bänder verbunden ist, und wobei im Innenraum mehrere, jeweils mit den mehreren Kühl/Wärme-Kammern in axialer Richtung verbundene Abzweigkanäle ausgebildet sind, und
einen Auslaß-Kolbenverteiler, der mit mehreren auslaßseitigen, jeweils mit den mehreren Kühl/Wärme-Kammern verbundenen Auslaßkanälen ausgebildet ist.
Die Maschine kann ferner ein Paar synchron bewegbare Randwälle aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie sich mit dem zu gießenden Metall synchron bewegen, und eine Kühlvorrichtung und eine Steuervorrichtung zum Regeln der Temperatur der synchron bewegten Randwälle in einen Bereich zwischen 100 und 150ºC.
Durch die Erfindung wird auch ein Doppelband-Stranggießverfahren bereitgestellt mit: Einfüllen von flüssigem Metall in einen Metallpool, der zwischen einem Paar von Bändern und einem Paar von Randwällen definiert wird, die zwischen dem Paar von Bändern angeordnet sind, und der das Abkühlen und Verfestigen des flüssigen Metalls ermöglicht, um eine dünne Bramme zu erzeugen,
Verschieben der Position der Seitenwälle in Querrichtung der Bänder gemäß der Breite des zu gießenden Metalls,
Anpressen der Rückfläche der Bänder und
Erwärmen und Abkühlen verschiedener Bereiche der Bänder während des Gießvorgangs, gekennzeichnet durch:
Einstellen der Preßeinrichtungen gemäß der Verschiebung der Randwälle, um die Bänder in der Position gegen die Randwälle zu pressen, zu der sie verschoben wurden, und
Verschieben der Verteilereinrichtungen, um die Position der Trennung zwischen dem Abkühlbereich und dem Erwärmungsbereich so einzustellen, daß Positionsänderungen der Randwälle angepaßt werden.
Das Verfahren kann ferner das Ausüben einer Spannung von mindestens 98.1 MPa (10 kgf/mm²) auf die Bänder und das Erwärmen der Seiten-Endabschnitte der Bänder auf 100ºC bis 250ºC aufweisen.
Darüber hinaus kann das Verfahren das Gießen von Metall mit einer Gießbreite von weniger als 1200 mm aufweisen.
Das Verfahren kann das Gießen von Metall mit einer Gießbreite von mindestens 1200 mm aufweisen und das Erwärmen der Bänder auf 100ºC bis 250ºC bevor die Bänder mit dem Metall in Kontakt kommen.
Die Randwälle können auf mindestens 100ºC erwärmt werden.
Unter Bezug auf die beigefügten Abbildungen wird eine Doppelband-Gießmaschine beschrieben, die eine Änderung der Breite einer dünnen Bramme erleichtert, indem die Vorwärts - und die Rückwärtsbewegung von Randwall-Stützblöcken und die Verschiebung der Trennungen zwischen einem Kühlmittel und einem Heizmittel synchron zur Bewegung der Randwälle automatisch durchgeführt wird, wobei die vorstehend beschriebenen Nachteile einer herkömmlichen Vorrichtung beseitigt werden.
Es wird eine Doppelband-Stranggießmaschine beschrieben, bei der die Verformung der Bänder während des Gießverfahrens auf ein Maß verringert wird, das im wesentlichen keine Schäden verursacht, wodurch hochqualitative dünne Brammen erzeugt werden können.
Bei einer erfindungsgemäßen Doppelband-Stranggießmaschine werden die Randwälle, weil der Kolben entsprechend der Bewegung der Randwälle in die Querrichtung des Bandes bewegt wird, an Positionen angepreßt, die einer gewünschten Brammenbreite entsprechen, wobei der Arbeitsvorgang der Trennung der zu erwärmenden Bandabschnitte von den zu kühlenden Bandabschnitten automatisch durchgeführt wird. Daher können unterschiedlich breite dünne Brammen mit hoher Qualität leicht hergestellt werden, während eine Verformung der Bänder verhindert wird. Außerdem kann beim beschriebenen erfindungsgemäßen Doppelband-Stranggießverfahren, weil eine gleichmäßige Temperaturverteilung der Bänder in deren Querrichtung hergestellt werden kann, die Verformung der dünnen Bramme in Querrichtung des Bandes verhindert werden. Weil eine Spannung auf die Bänder ausgeübt wird, kann darüber hinaus die Verformung der dünnen Bramme in der Längsrichtung des Bandes verhindert werden.
Nachfolgend werden unter Bezug auf die beigefügten Abbildungen, die mehrere bestimmte Ausführungsformen darstellen, Verfahren zur Durchführung der Erfindung beschrieben, es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht der Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen Doppelband-Stranggießmaschine;
Fig. 2 eine Querschnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1 zur Darstellung der Anordnung innerer Kühl- und Bandhalterungsvorrichtungen, die von drei Rollen und einem Band umschlossen sind;
Fig. 3 eine Querschnittansicht entlang der Linie III- III von Fig. 2, wobei eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus' eines Randwalls und Randwall-Stützblöcke schematisch dargestellt sind;
Fig. 4a eine Querschnittansicht entlang der Linie IVa- IVa von Fig. 3 zur Darstellung der Stützblöcke;
Fig. 4b eine Querschnittansicht entlang der Linie IVb- IVb von Fig. 3 zur Darstellung eines Querschnitts eines Fluidflußabschnitts;
Fig. 4c und 4d parallel zueinander verlaufende Querschnittansichten entlang den Linien IVc-IVc bzw. IVd-IVd von Fig. 4 zur Darstellung der Innenstruktur einer Kühl/Wärme- Kammer;
Fig. 5a eine Querschnittansicht entlang der Linie Va-Va von Fig. 3 zur Darstellung eines Stützblockabschnitts zum Stützen des Bandes;
Fig. 5b eine Querschnittansicht entlang der Linie Vb-Vb von Fig. 3 zur Darstellung des Querschnitts eines Fluidflußabschnitts;
Fig. 5c eine Querschnittansicht entlang der parallel zum Band verlaufenden Linie Vc-Vc von Fig. 5b zur Darstellung einer Innenstruktur der Kühl/Wärme-Kammer;
Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung einer Form, bei der ein Teil des Randwall-Stützelements modifiziert ist;
Fig. 7 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Randwalls und eines Drosselventilbetätigungsmechanismus' gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, entsprechend einer Ansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2;
Fig. 8a eine Querschnittansicht entlang der Linie VIIIa-VIIIa von Fig. 7 zur Darstellung eines Zustands, bei dem der Randwall nicht gestützt wird;
Fig. 8b ein Diagramm zur Darstellung der Verteilung des hydrostatischen Drucks in Wasserkanälen;
Fig. 9a eine Querschnittansicht entlang der Linie IXa- IXa von Fig. 7 zur Darstellung eines Zustands, bei dem der Randwall gestützt wird;
Fig. 9b ein Diagramm zur Darstellung der Verteilung des hydrostatischen Drucks in Wasserkanälen;
Fig. 10 ein Diagramm zur Darstellung einer Form, bei der ein Teil des in Fig. 7 dargestellten Randwall-Stützblocks modifiziert ist;
Fig. 11a ein Diagramm zur schematischen Darstellung des Randwalls, des Bandantriebsmechanismus' und eines Kühl/Heizmittelzufuhrmechanismus' gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Diagramm eine Querschnittansicht entlang der Linie XIa-XIa von Fig. 2 darstellt;
Fig. 11b eine Querschnittansicht entlang der Linie XIb- XIb von Fig. 11a;
Fig. 12 ein Diagramm eines Kühlabschnitts von dessen Rückfläche aus betrachtet, zur Darstellung eines Zustands, bei dem die Gießbreite maximal eingestellt ist;
Fig. 13 ein zu Fig. 12 ähnliches Diagramm zur Darstellung eines Zustands, bei dem die Gießbreite minimal eingestellt ist;
Fig. 14a, 14b und 14c vergrößerte Ansichten einer Bandstützscheibe, wobei
Fig. 14b eine Querschnittansicht entlang der Linie XIVb-XIVb von Fig. 12; und
Fig. 14c eine Querschnittansicht entlang der Linie XIVc-XIVc von Fig. 12 sind;
Fig. 15, 16 und 17 graphische Darstellungen von durch Simulationstests erhaltenen Daten zur Darstellung der Wirkung der auf die Bänder ausgeübten Spannung und der Wirkungen der Verwendung von Seitenheizeinrichtungen und einer Vorheizeinrichtung;
Fig. 18 ein Diagramm zur Darstellung einer Ausführungsform, bei der Seitenendabschnitte der Bänder durch eine elektromagnetische Induktions-Heizeinrichtung erwärmt werden;
Fig. 19 einen Graph zur Darstellung der Wirkungen einer auf die Bänder ausgeübten Spannung und der Erwärmung der Seitenendabschnitte der Bänder auf den maximalen Betrag der Verformung;
Fig. 20 einen Graph zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem maximalen Betrag der Bandverformung und der Qualität des Gußerzeugnisses (Länge von Innenrissen);
Fig. 21 ein Diagramm zur Darstellung einer Ausführungsform, bei der der Abschnitt des Bandes, der innerhalb der Seitenendabschnitte des Bandes angeordnet ist, durch Dampf unter Verwendung der elektromagnetischen Induktions- Heizeinrichtung erwärmt wird;
Fig. 22 einen Graph zur Darstellung der Wirkung der in Fig. 21 dargestellten Ausführungsform;
Fig. 23 ein Diagramm zur Darstellung einer Ausführungsform, bei der die Einrichtung zum Erwärmen der Seitenendabschnitte des Bandes nicht verwendet wird;
Fig. 24 einen Graph zur Darstellung der Wirkung einer Temperaturerhöhung der Randwall-Stützblöcke auf die Länge der in den Gußerzeugnissen ausgebildeten Innenrisse;
Fig. 25 ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer herkömmlichen Doppelband-Stranggießmaschine; und
Fig. 26 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der während des Gießvorgangs auftretenden Bandverformung, wenn die bei der vorliegenden Erfindung getroffenen Maßnahmen nicht vorgesehen sind.

Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsformen:

Unter Bezug auf die beigefügten Abbildungen werden nachstehend die Merkmale der vorliegenden Erfindung insbesondere auf der Basis von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 25 zeigt ein Diagramw einer herkömmlichen Doppelband-Stranggießmaschine. Das in eine Gießwanne 1 eingefüllte geschmolzene Metall durchläuft einen Ausguß 2 und wird in einen durch ein Paar Bänder 4, die jeweils durch Rollen 3 geführt werden, und ein Paar Randwälle 5 (nicht dargestellt) gebildeten Gießraum eingefüllt. Auf der Rückfläche des Bands 4 ist ein Kühlkasten 6 vorgesehen, der zum Kühlen des Bandes beispielsweise durch Kühlwasser dient, wodurch das geschmolzene Metall verfestigt werden kann. Das Metall, das vollständig verfestigt ist oder bei dem zumindest die Außenhaut sich verfestigt hat, wird von einem unteren Abschnitt der Gießmaschine als dünne Bramme 7 kontinuierlich abgezogen.
Fig. 1 zeigt eine teilweise aufgeschnittene, perspektivische Ansicht der Gesamtanordnung der erfindungsgemäßen Doppelband-Stranggießmaschine, wobei die in Fig. 25 dargestellte Vorrichtung eingebaut ist. In der Abbildung sind eine Bandeinheit an einer Seite der Doppelband-Stranggießmaschine und ein sich synchron bewegender Randwall 5 dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1 zur Darstellung einer an der Rückfläche des Bandes angeordneten Kühlvorrichtung. In diesen beiden Abbildungen besteht der Kühlkasten 6 aus einem Konvektionskühlabschnitt 6a in einem oberen Abschnitt und aus einem Blockkühlabschnitt 6b in einem unteren Abschnitt. Weil das geschmolzene Metall einen geringen statischen Druck besitzt, kann das Band von seiner Rückfläche nicht angepreßt werden, indem die Rückfläche unter Druck gesetzt wird, weshalb keine große Wärmeabstrahlungswirkung erhalten werden kann; der Konvektionskühlabschnitt 6a ist so angeordnet, daß die Rückfläche des Bandes durch einen aus einer Strahldüse 111 ausströmenden Strahlstrom gekühlt wird.
Damit die flache Oberfläche des Bandes beibehalten wird, wird außerdem das Band von dessen Rückfläche durch eine Feinwalze 119 gestützt.
Für den Blockkühlabschnitt 6b wird ein Blockaufbau verwendet, um die Wärme abzustrahlen, indem der Block dem statischen Druck des geschmoizenen Metalls entgegenwirkt, wobei drückendes Kühlwasser durch Wasserkanäle 25 fließt. Das Band wird durch Kühlrippen 12 gleitbar gestützt, um die Dicke der Wasserkanäle 2 konstant zu halten. Weil jedoch der Großteil des statischen Drucks des geschmolzenen Metalls durch den statischen Druck des Kühlwass innerhalb des Blocks gestützt wird, wird auf die Kühlrippen 12 keine große Kraft ausgeübt.
Das Band 4 wird zwischen einer oberen Rolle 52, einer unteren Rolle 53 und einer Lenkrolle 54 geführt, wobei durch einen Spannzylinder 61 eine feste Spannung auf das Band ausgeübt wird, das sich dreht, wenn durch eine der vorstehend beschriebenen Rollen darauf eine Antriebskraft ausgeübt wird.
Der Randwall 5 wird durch eine Reihe aus mehreren Randwallblöcken 55 gebildet, so daß er sich synchron zum Band dreht, wobei der Randwall sich entlang einer Führung 58 bewegt und durch eine obere Zahnrolle 56 oder eine untere Zahnrolle 57 angetrieben wird.
Bei diesem Randwall kann die Breite einer Gußform 51 verändert werden, indem die Führung 58 in die Querrichtung verschoben wird. Wenn zwischen dem Randwall 5 und dem Band 4 ein Zwischenraum vorhanden ist, tritt das geschmolzene Metall in diesen Zwischenraum ein und bildet einen Gußgrat. Um diesen Zwischenraum zu beseitigen, weist der Konvektionskühlabschnitt 6a einen Bandpreßblock 118 zum Anpressen des Randwallabschnitts des Bandes auf, während der Blockkühlabschnitt 6b eine Vorrichtung 59 zum Anpressen des Bandes aufweist.
Fig. 3 zeigt die Draufsicht einer Vorrichtung zum Verschieben eines Randwalls und Randwall-Stützblöcke, sowie Vorrichtungen zum Zuführen des Kühlwassers und eines Heizmittels. Fig. 4 und 5 zeigen Seitenquerschnittansichten davon.
Wie in Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, wird der Randwall 5 von der Rückfläche des Bandes 4 durch mehrere in Querrichtung angeordnete Randwall-Stützblöcke 9 angepreßt, um ein Auslaufen des eingefüilten geschmolzenen Metalls zu verhindern. Wenn die Breite der erzeugten dünnen Bramme 7 verändert wird, wird der Randwall 5 in der Querrichtung durch ein Stellglied 13 vor- oder zurückbewegt. Jeder der Randwall- Stützblöcke 9 bewegt sich entsprechend der Position des verschobenen Randwalls 5 vor oder zurück.
Jeder dieser Randwall-Stützblöcke 9 ist in einer in der Querrichtung abgetrennten Kühl/Wärme-Kammer 14 angeordnet und tafelförmig in der Gießrichtung langgestreckt aufgebaut. Der Randwall-Stützblock 9 ist mit einer Stange 10 verbunden, die sich aus der Kühl/Wärme-Kammer 14 heraus erstreckt. Der Randwall-Stützblock 9 wird durch eine Feder (vergl. Fig. 4 und 5) in die Richtung gedrückt, in der er vom Band 4 getrennt ist. Ein Kopfende der Stange 10 liegt an einer Nockenwelle 17 mit einer Exzenternocke 16 an, wobei die Anzahl der Nockenwellen mit der Anzahl der Randwall-Stützblöcke 9 übereinstimmt. Diese Exzenternocken 16 sind in Umfangsrichtung derart äquidistant angeordnet, daß sie voneinander um einen Winkel von 360/n beabstandet sind, wobei 360 Grad durch die Anzahl n der Randwall-Stützblöcke 9 geteilt wird. Wenn daher die Nockenwellen 17 sich drehen, werden die Randwall-Stützblöcke 9 fortlaufend von der Außenseite zur Innenseite oder umgekehrt vor- oder zurückbewegt.
Außerdem ist ein Lager 18 der Nockenwelle 17 über eine Feder 19 an einem feststehenden Rahmen montiert, so daß diese Anordnung als Puffer wirkt, wenn der Randwall-Stützblock 9 aufgrund einer Verformung des Bands 4 oder aufgrund einer abnormalen Kraft während einer Preßbetätigung vom Band 4 weggedrückt wird. Die Nockenwelle 17 ist über ein Universalgelenk 20, das einen notwendigen Drehwinkel auf die Nockenwelle 17 überträgt, mit einer Antriebsvorrichtung 21 verbunden.
Wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, sind die Kühl/Wärme- Kammern 14 so angeordnet, daß sie in der Gießrichtung mehrstufig getrennt sind, wobei die Kammern das Band 4 durch Verteilen des erhöhten statischen Drucks des geschmolzenen Metalls stützen.
In diesen Abbildungen wird der Kühlwasserfluß durch eine durchgezogene Linie dargestellt; der Heizmittelfluß wird durch eine unterbrochene Linie dargestellt; wobei der Fluß dieser Mittel, die hinter den Rückseiten der Trennungsplatten 37, der Wasserkanalplatten 38, 38a und der Stützblöcke 9 strömen; durcn eine strichpunktierte Linie dargestellt wird. Diese Darstellung wird bei den jeweiligen, später beschriebenen Ausführungsformen beibehalten.
Das Kühlwasser durchläuft ein Druckbegrenzungsventil 22 und wird von einem zufuhrseitigen Verteiler 23 über in der Querrichtung aufgeteilte Wasserabzweigkanäle 24 der Kühl/Wärme-Kammern 14 jeder der Kühl/Wärme-Kammern 14 zugeführt. Dieses Kühlwasser kühlt das Band 4, indem das Kühlwasser von unten über Wasserkanäle 25 auf der Rückfläche des Bandes 4 nach oben strömt. Das Kühlwasser wird dann über einen ausströmungsseitigen Wasserabzweigkanal in einem ausströmungsseitigen Kolbenverteiler gesammelt und wird außerhalb des Systems über ein ausströmungsseitiges Druckbegrenzungsventil 28 abgegeben.
Die Strömungsgeschwindigkeit und die Dicke jedes Kanals werden so bestimmt, daß das Band 4 durch das die Wasserkanäle 25 durchströmende Kühlwasser einer erforderlichen Wärmeabstrahlung unterzogen wird. Der Kühlwasserdruck wird durch ein eingangsseitiges Druckbegrenzungsventil 22 und ein ausgangsseitiges Druckbegrenzungsventil 28 auf einen Wert eingestellt, der ungefähr 10% unterhalb des statischen Drucks des geschmolzenen Metalls liegt.
Die Kolbenverteiler 23, 27 sind in der Querrichtung durch ihre jeweiligen Kolben 29, 30 abgetrennt. Die Innenseiten der Kolbenverteiler werden als Zufuhr- und Ausströmsystem für das Kühlwasser verwendet, während deren Außenseiten als Zufuhr- und Ausströmsystem für das Heizmittel, wie beispielsweise Dampf, verwendet werden. Die Zufuhr und das Ausströmen des Heizmittels wird über ein Druckbegrenzungsventil 31 für das Heizmittel, den zufuhrseitigen Kolbenverteiler 23, die Wasserabzweigkanäle 24, die Wasserkanäle 25, die ausströmungsseitigen Wasserabzweigkanäle 26, den ausströmungsseitigen Kolbenverteiler 27 und ein ausströmungsseitiges Steuerventil 32 für das Heizmittel in ähnlicher Weise ausgeführt, wie die Zufuhr und das Ausströmen oes Kühlwassers.
Ein geeigneter Randwall-Stützblock 9 wird in Druckkontakt mit dem Band 4 gebrannt, um das Heizmittel und das Kühlmittel in der Querrichtung des Bandes 4 zu trennen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Kühlwasser, oder umgekehrt das Heizmittel, wenn der Druckunterschied zwischen dem Heizmittel und dem Kühlmittel groß ist, aus einem kleinen Zwischenraum zwischen dem Randwall-Stützblock 9 und dem Band 4, wie beispielsweise zwischen dem Rahmen der Kühl/Wärme-Kammer und dem Band 4 (Punkt A in Fig. 6), auslaufen, wodurch sich ein Heiz- und/oder Kühlfehler ergibt. Daher sollte der Druckunterschied zwischen dem Heizmittel und dem Kühlmittel vorzugsweise so sein, daß der Druck des Heizmittels bezüglich des Drucks des Kühlwassers, d.h. des Kühlmittels, auf 80% oder weniger eingestellt wird. Die untere Grenze des Heizmitteldrucks wird auf einen Wert eingestellt, der für den Fluß einer erforderlichen Heizmittelmenge ausreichend ist.
Wenn der Heizmitteldruck andererseits erhöht wird, verbiegt sich das Band 4. Daher ist, wie in Fig. 6 dargestellt, die eine vergrößerte Ansicht der Umgebung eines Endabschnitts 4a des Bands 4 zeigt, ein Gleitvorsprung 5c in einem Randwall-Stützelement 5a ausgebildet, wobei, wenn dieser Gleitvorsprung 5c über die Oberfläche des Bandes 4 geschoben wird, das Verbiegen des Bandes 4 wirksam verhindert werden kann. Wenn diesem Gleitvorsprung 5c über eine Schmierröhre 5b ein Schmiermittel zugeführt wird, kann der Gleitvorgang des Gleitvorsprungs 5c bezüglich des Bandes 4 leichtgängig durchgeführt werden. Wenn ferner eine Dichtungsmasse 11 an einem Ende einer äußeren Platte 14a jeder der Kühl/Wärme- Kammern 14 aufgebracht wird, kann verhindert werden, daß das Heizmittel von der Endfläche des Bandes herausspritzt.
Außerdem sind jeweils Dichtungen 33a, 33b und 33c an den Randwall-Stützblöcken 9 und an den Kolben 29 und 30 vorgesehen, um das Auslaufen aufgrund eines Druckunterschieds zwischen dem Kühlwasser und dem Heizmittel zu minimieren.
Diese Kolben 29, 30 werden durch jeweilige Stellglieder 34, 35 vor- und zurückbewegt. Der Antrieb der Stellglieder 34, 35 wird durch eine Steuereinrichtung 36 so gesteuert, daß er synchron mit den Stellglied 13 und der Antriebsvorrichtung 21 ausgeführt wird. Daher bewegt sich ein geeigneter Randwall-Stützblock 9 als Reaktion auf den Randwall 5 vorwärts, der entsprechend der Breite der zu erzeugenden dünnen Bramme vorwärts- und zurückbewegt wird. Die Positionen der Kolben 29, 30 werden entsprechend dem vorwärtsbewegten Randwall-Stützblock 9 eingestellt. Daher wird sowohl die Zufuhr des Kühlwassers an die Kühl/Wärme-Kammer 14 an der Innenseite des Bandes in dessen Querrichtung, als auch die Zufuhr des Heizmittels an die Kühl/Wärme-Kammer 14 an den Außenseiten des Bandes in dessen Querrichtung, durch die Randwall-Stützblöcke 9 automatisch durchgeführt.
Unter Bezug auf die Fig. 7, 8 und 9 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht des Randwalls, die Vorrichtung zum Erhöhen des statischen Drucks des Kühlwassers und die Vorrichtungen zum Zuführen des Kühlwassers und des Heizmittels. Fig. 8a zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie VIIIa-VIIIa von Fig. 7 zur Darstellung eines Zustands, bei dem der Randwall nicht angepreßt wird, während Fig. 9a eine Querschnittansicht entlang der Linie IXa-IXa von Fig. 7 ist, die einen Zustand darstellt, bei dem der Randwall angepreßt wird.
Wenn die Breite der zu erzeugenden dünnen Bramme 7 verändert wird, wird der Randwall 5 durch das Stellglied 13 in die Querrichtung vor- oder zurückbewegt. Das Kühlmittel durchläuft das Druckbegrenzungsventil 22, wobei das Kühlmittel, nachdem es den zufuhrseitigen Kolbenverteiler 23 und die Wasserabzweigkanäle 24 durchläuft, von unten nach oben die an der Rückfläche des Bandes 4 angeordneten Kühl/Wärme- Kammern 14 durchläuft, wodurch das Band 4 gekühlt wird. Anschließend wird das Kühlmittel über die ausströmungsseitigen Wasserabzweigkanäle 26 gesammelt und wird über das ausströmungsseitige Druckbegrenzungsventil 28 zur Außenseite des Systems abgegeben.
Die Strömungsgeschwindigkeit und die Dicke jedes Wasserkanals werden so festgelegt, daß das Band 4 durch das durch die Wasserkanäle 25 strömende Kühlwasser eoner erforderlichen Wärmeabstrahlung unterzogen wird. Gleichzeitig wird durch das Druckbegrenzungsventil 28 der Kühlwasserdruck so eingestellt, daß er im wesentlichen einen Wert annimmt, der in der Nähe des statischen Drucks des geschmolzenen Metalls liegt. Weil ein Drosselventil 39 im ausströmungsseitigen Wasserabzweigkanal 26 gedrosselt wird, wandelt inzwischen die der Position des Randwalls entsprechende Kühl/Wärme-Kammer 14 einen Teil der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers in Druckenergie um, um den statischen Druck zu erhöhen, wodurch das Band 4 in Druckkontakt mit dem Randwall 5 gebracht wird. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 8b und 9b als Druckverteilung im Wasserkanal dargestellt. Fig. 8b zeigt einen Fall, bei dem der Randwall nicht angepreßt werden muß und bei dem das Drosselventil 39 geöffnet ist, während Fig. 9b einen Fall zeigt, bei dem der Randwall angepreßt werden muß und bei dem das Drosselventil 39 geschlossen ist, so daß der Zufuhrdruck selbst auf den Randwall ausgeübt wird. Der Druck an einem Abschnitt 2 in Fig. 8a und 8b sinkt stark ab, weil durch das Drosseln einer wasserkanaleinlaßseitigen Düse 25a ein großer Druckverlust ermöglicht wird. Die Kühl/Wärme-Kammern 14 sind jeweils durch Wasserkanaldichtungen 33d voneinander getrennt.
Jedes der Drosselventile 39 liegt über einen Hebel 40 an einer Exzenternocke 16 an und wird geöffnet oder geschlossen, wenn die Exzenternocke 16 sich dreht. Diese Exzenternocken 16 sind so angeordnet, daß sie aufeinanderfolgend um einen Winkel Θ=360/n gegeneinander versetzt sind, wobei 360 Grad durch die Anzahl n der bei der Breitenänderung erforderlichen Kanäle dividiert wird. Wenn die Nockenwellen 17 gedreht werden, werden die Drosselventile 39 aufeinanderfolgend von der Außenseite zur Innenseite und umgekehrt geöffnet oder geschlossen. Die Nockenwelle 17 ist mIt einer Antriebsvorrichtung 21 verbunden, die der Nockenwelle 17 einen erforderlichen Drehwinkel zur Verfügung stellt.
Wie in Fig. 2, 8 und 9 dargestellt, ist die Kühl/Wärme- Kammer 14 so angeordnet, daß sie in der Gießrichtung in mehreren Stufen unterteilt wird, wodurch das Band 4 gestützt wird, indem der erhöhte statische Druck des geschmolzenen Metalls verteilt wird.
Die Kolbenverteiler 23, 27 sind durch ihre jeweiligen Kolben 29, 30 in der Querrichtung getrennt. Die Innenseiten der Kolbenverteiler werden als Zufuhr- und Ausströmsystem für das Kühlwasser verwendet, während deren Außenseiten als Zufuhr- und Ausströmsystem für das Heizmittel, wie beispielsweise Dampf, verwendet werden.
Die Zufuhr und das Ausströmen des Heizmittels wird über Druckbegrenzungsventile 31, 32 für das Heizmittel, den zufuhrseitigen Kolbenverteiler 23, die Wasserabzweigkanäle 24, die Wasserkanäle 25, die ausströmungsseitigen Wasserabzweigkanäle 26, den ausströmungsseitigen Kolbenverteiler 27 und das ausströmungsseitige Regelventil 32 für das Heizmittel in ähnlicher Weise wie bei der Zufuhr und beim Ausströmen des Kühlwassers ausgeführt.
Wenn der Druck des Heizmittels erhöht wird, verbiegt sich das Band 4. Wie in Fig. 10 dargestellt, die eine vergrößerte Ansicht der Umgebung des Endabschnitts des Bands 4 zeigt, ist der Gleitvorsprung 5c daher im Randwall-Stützelement 5a zum Stützen des Randwalls 5 ausgebildet, wobei, wenn dieser Gleitvorsprung 5c über die Oberfläche des Bandes 4 geschoben wird, das Verbiegen des Bands 4 wirksam verhindert werden kann. Wenn diesem Gleitvorsprung 5c durch ein Schmierungsrohr 5b ein Schmiermittel zugeführt wird, kann der Gleitvorgang des Gleitvorsprungs 5c bezüglich des Bandes 4 leichtgängig ausgeführt werden. Wenn eine Dichtung 6a an einem Ende der Außenplatte 14a jeder der Kühl/Wärme-Kammern 14 montiert wird, kann außerdem ein Herausspritzen des Heizmittels von den Endflächen des Bandes wirksam verhindert werden.
Die Kolben 29, 30 werden durch ihre jeweiligen Stellglieder 34, 35 vor- und zurückbewegt. Der Antrieb der Stellglleder 34, 35 wird durch eine Steuereinrichtung 36 so gesteuert, daß er synchron zum Stellglied 13 und zur Antriebsvorrichtung 21 ausgeführt ward. Daher wird das Drosselventil 39 in der Kühl/Wärme-Kammer 14 als Reaktion auf den Randwall 5 gedrosselt, der entsprechend der Breite der zu erzeugenden dünnen Bramme vor- oder zurückbewegt wird, wobei die Positionen der Kolben 29, 30 entsprechend der gedrosselten Kühl/Wärme-Kammer 14 eingestellt werden. Dadurch kann die Trennung der Kühl- und Überdruckfunktionen des Kühlwassers sowie die Trennung des Kühlwassers und des Heizmittels automatisch durchgeführt werden.
Fig. 11a zeigt eine Draufsicht des Randwalls 5, einen Randwall-Stützblock 118 und eine Gruppe von Scheibenwalzen 112 zum Stützen des Bandes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 12 und 13 zeigen Rückansichten dieser Bauteile. Außerdem zeigt Fig. 11b eine Seitenansicht entlang der Linie XIb-XIb in Fig. 11a.
Bei dieser Ausführungsform sind Stützblöcke 118, die in der Querrichtung des Bandes verschiebbar sind, um den Randwall 5 in engen Kontakt mit dem Band 4 zu bringen, auf der Rückfläche des Bandes 4 vorgesehen. Darüber hinaus ist auf der Rückfläche des Bandes eine Gruppe von Scheibenwalzen 112 vorgesehen, um die Flachheit des Bandes beizubehalten. Der Stützblock 118 bewegt sich synchron mit dem Randwall 5, während die Gruppe von Scheibenwalzen 112 sich in der Querrichtung des Bandes auseinander- oder zusammenbewegen können, indem sie der Bewegung der Stützblöcke 118 folgen.
Fig. 11a und 12 zeigen einen Zustand, bei dem die Gießbreite maximal ist, während Fig. 13 einen Zustand zeigt, bei dem die Gießbreite minimal ist. Fig. 14a zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Scheibenwalze 119, der Welle 112 und eines Keils 116. Fig. 14b zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie XIVb-XIVb von Fig. 12, während Fig. 14c eine Querschnittansicht entlang der Linie XIVc-XIVc von Fig. 12 zeigt. Der Randwall 5 wird durch eine Antriebsvorrichtung 113 in die Querrichtung verschoben und wird über das Band 4 durch den Stützblock 118 angepreßt, der durch eine Antriebsvorrichtung 117 synchron zur Bewegung des Randwalls 5 verschoben wird.
Jede der Scheiben der Gruppe von Scheiben 112 wird über eine Welle 114 einzeln eingefügt. Die Welle 114 weist in ihrer axialen Richtung Keilnuten 115 auf, wobei die Kelle 116 jedoch darin verschiebbar eingesetzt sind. Diese Keile weisen jeweils an ihren entgegengesetzten Enden hakenförmige Vorsprünge auf und sind durch von Vorsprüngen 119a, an denen die Scheiben angeordnet sind (vergl. Fig. 14a), jeweils nach innen vorstehenden Haltern 119b mit benachbarten Scheiben verbunden.
Die Kelle K&sub1;, K&sub2; in den Keilnuten G&sub1;, G&sub2; dienen dazu, die Scheiben R&sub1;, R&sub2; sowie R&sub3;, R&sub4; miteinander zu verbinden, wobei die Anordnung so ist, daß die dazwischenliegenden Zwischenräume nicht um mehr als eine vorgegebene Länge verbreitert werden. Ähnlich dienen die Keile K&sub3;, K&sub4; in den Keilnuten G&sub3;, G&sub4; dazu, die Scheiben R&sub2;, R&sub3; sowie R&sub4;, R&sub5; miteinander zu verbinden. Daher werden die Scheiben R&sub1; - R&sub5; mit einer maximalen Breite W angeordnet, die durch die Länge der Keile begrenzt ist.
Die äußerste Scheibe R&sub1; wird bezüglich des Stützblocks 118 durch eine Halteklammer 118a in der Querrichtung gehalten, ist jedoch drehbar aufgebaut und verschiebt sich in der Querrichtung synchron mit dem Stützblock 118.
Wenn die Breite verringert wird, wird der Stützblock 118 durch die Antriebsvorrichtung 117 zu einer dem Randwall 5 entsprechenden Position heraufbewegt. Zu diesem Zeitpunkt verschiebt sich jeder der Vorsprünge 112a entlang der Welle 114 in die Querrichtung, so daß die Breite verringert werden kann, bis die Vorsprünge jeweils bei w mit benachbarten Vorsprüngen in Kontakt kommen. Die Kelle K&sub1; - K&sub4; verschieben sich relativ zu den Vorsprüngen und sind jeweils in den Vorsprüngen angeordnet. Fig. 13 zeigt einen Zustand zu diesem Zeitpunkt.
Wenn die Breite vergrößert wird, können, wenn der Stützblock 118 durch die Antriebsvorrichtung 117 umgekehrt herausgezogen wird, die Vorsprünge nacheinander durch die Keile K&sub1;, K&sub2;, K&sub3;, K&sub4; in der Reihenfolge von R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4; herausgezogen werden, wodurch die Scheibenwalzen auf die erforderliche Breite verteilt werden.
Die Zwischenräume zwischen den benachbarten Vorsprüngen werden hierbei sowohl in deren maximalen als auch deren minimalen Bereichen nicht notwendigerweise gleichmäßig. Daher werden die Zwischenräume zwischen benachbarten Scheiben und die Längen der Vorsprünge so festgelegt, daß in den maximalen oder minimalen Bereichen die Flachheit des Bandes nicht beeinträchtigt wird.
Aufgrund der vorstehend beschriebenen Maßnahmen kann die Gruppe von Scheibenwalzen 112 entsprechend der Verschiebung des Randwalls 5 automatisch auseinander- oder zusammenbewegt werden.
Der Scheibenabstand P&sub1;, die Länge des rotierenden Vorsprungs P&sub2; und der Unterschied zwischen einer maximalen Breite W und einer minimalen Breite w werden wie folgt bestimmt:
(W-w)/2 = P&sub1;(n-1) - P&sub2;(n-1) = (n-1) (P&sub1; - P&sub2;)
Weil die Scheiben und die Keile in das Kühlwasser eingetaucht werden, wird vorzugsweise ein nicht-korrodierendes Material, wie beispielsweise rostfreier Stahl für diese Bauteile verwendet, wobei es wirksam ist, die jeweiligen Zwischenräume zwischen den benachbarten Scheiben mit aus Gummi oder ähnlichem hergestellten Manschetten abzudichten, um das Eindringen von Staub oder Wasser zu verhindern. Weil die Welle 114 durch die Keile 116 mit den Scheiben verbunden ist, dreht sich die Welle 114 gemeinsam mit einem Endabschnittlager 121 und einem Zwischenlager 122 und wird von diesen gehalten. Der Stützblack 118 kann sich mithilfe einer Buchse 118b um die Welle 114 verschiebbar drehen.
Der Stützblock 118 weist eine Struktur auf, in der ein verschleißfestes Gleitelement 109b angeordnet ist, wobei der Stützblock 118 sich verschiebt, während er durch eine Feder 109a gegen das Band 4 gepreßt wird. Daher wird auf die Welle 114, die über Lager 121, 122 durch einen Rahmen 123 gehalten wird, eine Reaktionskraft zum Stützen des Bandes 4 ausgeübt.
Ferner ist in der gleichen Weise wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform ein Kolbenverteiler 110 vorgesehen, um den Kühlwasserfluß an der Innenseite des Stützblocks 118 und den Heizmittelfluß an dessen Außenseite in Verbindung mit der Verschiebung des Randwalls 5 zu ermöglichen. Ein Kolben 110a folgt mithilfe eines Stellglieds 110b der Verschiebung des Randwalls 5.
Daher durchlaufen die Fluida, die jeweils das Strömungsgeschwindigkeits-Regelventil 124 für die Kühlung bzw. das Strömungsgeschwindigkeits-Regelventil 124a für das Heizmittel durchlaufen, Strahlrohre 111, wobei der Kolben eine Grenze darstellt, und werden zur Kühlung des Bandes als Strahlen 111a auf das Band gespritzt.
Bei einer Band-Gußform ist hinsichtlich der Qualität der Gußerzeugnisse wichtig, daß die Bandtemperatur hoch ist, wobei sich das Band verformt, wenn es mit dem geschmolzenen Metall in Kontakt gebracht wird. Daher ist es wichtig, eine Einrichtung zum Verhindern der Bandverformung zu entwickeln.
Zunächst wurde das Verhalten der Bandverformung der Doppelband-Stranggießmaschine wie folgt ausführlich untersucht: Es wurde nur die an einer Seite der Band-Gußform vorgesehene Einheit verwendet, wobei das gesamte Kühlwasser in der Einheit entfernt wurde. Die Bandoberfläche wurde durch eine elektrische Heizeinrichtung erwärmt, wobei die (durch Verformung verursachte) Reliefhöhe des Bandes mit einem Kontakt-Versatzmeßgerät bestimmt wurde, während die Breite des erwärmten Bandes in verschiedene Breiten verändert wurde.
Die Höhe der Band-Gußform betrug 3.0 m (der Abstand zwischen den Mittelpunkten der eingangsseitigen Walze und der ausgangsseitigen Walze), die Breiten des Bandes betrugen 1500, 1800, 2200 und 2500 mm und die Dicke des Bandes betrug 1.2 mm. Bezüglich des mittleren Bandquerschnitts betrug die Spannung des Bandes 49 MPa und 147 MPa (5 bzw. 15 kgf/mm²), wobei ein Test durchgeführt wurde, bei dem das Band bei einer Geschwindigkeit von 2 m/min bewegt wurde.
Es wurde angenommen, daß zwei Positionen an vorgegebenen Abschnitte in der Querrichtung des Testbandes Stellen sind, bei denen der Randwall vorhanden ist. Die Verzerrung des Bandes wurde durch getrennt angeordnete Preßeinrichtungen an den ausgewählten beiden Positionen in Einheiten von 100 mm-Abschnitten in der Querrichtung über einen Bereich zurückgehalten, der sich von der bandeingangsseitigen Walze zur ausgangsseitigen Walze erstreckt. Der Bandbereich, an dem diese Preßeinrichtungen angeordnet waren, wurde nicht erwärmt.
Es wird vorausgesetzt, daß der Bandbereich zwischen diesen Preßeinrichtungen die Gießbreite darstellt, und daß der Abstand (2.5 m) in der Längsrichtung des Bandes von der Position 500 mm unterhalb der eingangsseitigen Walze zur ausgangsseitigen Walze der Bereich war, der mit dem gegossenen, geschmolzenen Metall in Kontakt kam. Die Bandtemperatur in diesem Bereich wurde durch Einstellen der Eingangsspannung der elektrischen Heizeinrichtung so eingestellt, daß dessen Temperatur im Bereich von 130º bis 150ºC gehalten wurde.
Wasser mit einer Temperatur von 20ºC wurde auf den direkt unter der eingangsseitigen Walze liegenden Bandabschnitt gesprüht, um das Band zu kühlen. Für den direkt über der eingangsseitigen Walze liegenden Bandbereich wurde außerdem eine elektrische Heizeinrichtung verwendet, um entsprechend den Testbedingungen verschiedene Temperatureinstellungen für einen nichterwärmten Fall (Bandtemperatur: 20ºC) und einen aufgeheizten Fall (Bandtemperatur: 130 - 150ºC) vorzusehen. Darüber hinaus wurden elektrische Heizeinrichtungen jeweils an gegenüberliegenden Seitenabschnitten des Bandes angeordnet und wurden wahlweise verwendet, um entsprechend den Testbedingungen verschiedene Temperatureinstellungen für den (nicht geregelten) nichterwärmten Fall und den erwärmten Fall (130 - 150ºC) zu ermöglichen.
Zwei Beispiele der Testergebnisse sind in Fig. 15 und 16 dargestellt.
Fig. 15 zeigt einen Fall, bei dem die Bandbreite 1500 mm betrug, während Fig. 16 einen Fall zeigt, bei dem die Bandbreite 2500 mm betrug.
In diesen graphischen Darstellungen zeigt die Kurve 1 einen Fall, bei dem die Bandspannung 49 MPa (5kgf/mm²) betrug, während die Kurve 2 einen Fall zeigt, bei dem die Bandspannung 147 MPa (15 kgf/mm²) betrug. In allen Fällen wurde das Band nicht vorgeheizt und wurden die Seitenendabschnitte des Bandes nicht erwärmt. Die Kurve 3 zeigt einen Fall, bei dem die Spannung auf 147 MPa (15 kgf/mm²) eingestellt wurde, wobei die Seitenendabschnitte erwärmt wurden, während die Kurve 4 einen Fall zeigt, bei dem zusätzlich zu den Bedingungen der Kurve 3 das Band direkt über der eingangsseitigen Walze erwärmt wurde. In den jeweiligen Fällen sind die als Gießbreite angenommene Breite und der Betrag van deren Bandverformung dargestellt.
Fig. 16 zeigt den Fall einer Bandbreite von 2500 mm, wobei die Bedingungen der Kurven 1 bis 4 die gleichen sind wie vorstehend beschrieben. Eine maximale Bandverformung ergab sich bei einer Bandbreite von 1500 mm und einer Gießbreite von 1000 mm, d.h., unter der Bedingung, daß an beiden Seiten des Bandes (in der Kurve 1 von Fig. 15 durch x dargestellt) jeweils 250 mm breite, kalte Rahmen vorgesehen waren, wobei der Betrag der Bandverformung 13.5 mm betrug. Dies war der Fall, bei dem die Bandspannung auf 49 MPa (5 kgf/mm²) eingestellt wurde. Wenn die Bandspannung jedoch auf 147 MPa (15 kgf/mm²) eingestellt wird, sinkt der Betrag der Bandverformung auf 9.0 mm, wobei, wenn zusätzlich zu diesen Bedingungen die Seitenendabschnitte des Bandes erwärmt werden, der Betrag der Bandverformung, wie in der Kurve 3 dargestellt, weiter verringert werden kann. Wenn zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Bedingungen das Band vorgeheizt wurde, wurde, wie in Kurve 4 dargestellt, die Bandverformung weiter verringert. Bei einer Bandbreite von 2500 mm ergaben sich im wesentlichen die gleichen Ergebnisse.
Ein ähnlicher Test wurde auch bei Bandbreiten von 1800 und 2200 mm durchgeführt.
Aufgrund dieser Ergebnisse wurden die Ergebnisse der Fälle, bei denen die Gießbreite 500 mm schmaler als die Bandbreite war, geändert und werden in Fig. 17 dargestellt.
Eine Kurve 5 ist ebenfalls in Fig. 17 dargestellt und zeigt eine zulässige Grenze des Betrags der Bandverformung, die als Ergebnis eines nachstehend beschriebenen Tests erhalten wurde, hinsichtlich der Qualität der Gußerzeugnisse. D.h., bei einem Betrag der Bandverformung von 3 mm oder weniger können gute Gußerzeugnisse erhalten werden. In dieser graphischen Darstellung wird aus dem Zusammenhang zwischen den Kurven 3 und 5 verdeutlicht, daß bei einer Gießbreite von weniger als 1200 mm durch das Erwärmen der Seitenendabschnitte des Bandes ein Betrag der Bandverformung von 3 mm oder weniger unter der Bedingung eingehalten werden kann, daß bezüglich der Bandbreite bei der Gießbreite eine Reservebreite von 500 mm vorgesehen ist. Bei einer Gießbreite von 1200 mm oder mehr wird andererseits das Erwärmen des Bandes, bevor es in die eingangsseitige Walze eintritt, d. h. das Vorheizen, zusätzlich zum Erwärmen der Seitenendabschnitte des Bandes eine wesentliche Bedingung, um den Betrag der Bandvervormung auf 3 mm oder weniger zu unterdrücken.
Fig. 18 zeigt eine Einrichtung zum Erwärmen der Seitenendabschnitte des Bandes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind die Randwall-Stützblöcke 9, die Dichtungsmasse 11 und die Induktions-Heizspulen 41 zum Erwärmen der Seitenendabschnitte im Bereich von b in der Querrichtung des Bandes 4 angeordnet. Das Ausmaß dieser Induktions-Heizspule 41 in der Querrichtung des Bandes, d.h. die für die Beseitigung eines Temperaturunterschieds erforderliche Heizbreite, kann gemäß dem Ausmaß des Abschnitts b des Bandes 4 geeignet festgelegt werden. Bei dieser Ausführungsfcrm wird die Breite der Induktions-Heizspule 41 auf 120 mm eingestellt. Außerdem wird das Ausmaß der Induktions-Heizspule 41 in der Längsrichtung auf 500 mm eingestellt, wobei in dargestellten Beispiel insgesamt vier Induktions-Heizspulen an den Seitenendabschnitten des Bandes 4 in Längsrichtung des Bandes vorgesehen sind. Jede der Induktions-Heizspulen 41 wird von einer Leistungsquelle (nicht dargestellt) ein erforderlicher elektrischer Strom zugeführt, wodurch die Seitenendabschnitte des Bandes 4 erwärmt werden.
Bei Verwendung der Doppelband-Stranggießmaschine mit dem vorstehend erwähnten Aufbau mit einer Band-Gußformlänge von 3.0 m wurde eine dünne Stahlbramme mit einer Breite von 600 mm und mit einer Dicke von 50 mm aus 1550ºC heißem, geschmolzenem Metall mit einer Zusammensetzung aus unlegiertem Kohlenstoffstahl erzeugt, während auf das Band 4 eine Spannung ausgeübt wurde. Als das Band 4 wurde ein Stahlband mit einer Breite von 1040 mm und mit einer Dicke von 1.5 mm verwendet, wobei das Band bezüglich dem Bereich des Bandes 4 bis hinauf zu 120 mm von den Seitenenden des Bandes durchschnittlich auf 120ºC erwärmt wurde. Fig. 19 zeigt eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der auf das Band 4 ausgeübten Spannung und dem Maximalbetrag der zu diesem Zeitpunkt auftretenden Verformung des Bandes 4. Außerdem wurde der Betrag der Verformung des Bandes 4 durch ein Wirbelstrom-Versatzmeßgerät gemessen, wobei der Maximalbetrag der Verformung entlang der Querrichtung des Bandes als Ordinate in Fig. 19 dargestellt ist.
Gemäß Fig. 19 kann die Verformung des Bandes 4 im wesentlichen unterdrückt werden, indem eine Spannung auf das Band ausgeübt wird, während die Seitenendabschnitte des Bandes 4 erwärmt werden. Die Verformung des Bandes 4 ist derart, daß sie auch eine in der dünnen Bramme auftretende Rißbildung verursacht. Fig. 20 zeigt eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Betrag der Verformung des Bandes 4 und der Länge der Innenrisse.
Wie vorstehend beschrieben, liegt der Grund, weshalb im Zusammenhang mit der Verformung des Bandes 4 Innenrisse in großen Mengen auftreten, wahrscheinlich darin, daß die Bedingungen für die Erzeugung und das Wachstum einer Außenhaut durch deren Verformung gestört werden, und daß Abschnitte in der Außenhaut auftreten, an denen sich lokale Spannungen konzentrieren können. Die Vergrößerung der Innenrisse kann geprüft werden, indem der Betrag der Verformung des Bandes 4 auf 3 mm oder weniger eingestellt wird. Dieser Betrag der Verformung von 3 mm oder weniger kann erhalten werden, indem die auf das Band ausgeübte Spannung, wie in Fig. 19 verdeutlicht, auf 39 MPa bis 98 MPa (4 bis 10 kgf/mm²) oder darüber eingestellt wird. Dadurch wird die untere Spannungsgrenze bei der vorliegenden Erfindung festgelegt.
Außerdem muß die Temperatur, auf die die Seitenendabschnitte des Bandes erwärmt werden, auf 100ºC oder darüber eingestellt werden. Wenn die Heiztemperatur der Seitenendabschnitte weniger als 100ºC beträgt, kann der Temperaturunterschied des Bandes in dessen Querrichtung nicht verringert werden, wodurch die Verformung in der Breitenrichtung nicht wirksam verhindert wird. Wenn die Heiztemperatur für die Seitenendabschnitte des Bandes 250ºC überschreitet, besteht das Risiko, daß das Stahlband selbst unter der darauf ausgeübten Spannung nachgibt, so daß es wünschenswert ist, die obere Grenze der Heiztemperatur auf 250ºC einzustellen.
Das Ausmaß der Induktions-Heizspule 41 in der Längsrichtung des Bandes kann entsprechend dem Spulenaufbau geeignet gewählt werden. Außerdem können mehrere Induktions- Heizspulen 41 an geeigneten Abständen an den Seitenendabschnitten des Bandes in der Längsrichtung des Bandes angeordnet werden.
Als Band wird häufig ein Stahlblech mit einer Festigkeit von 4903 MPa (50 kgf/mm²) oder mehr verwendet, es kann jedoch auch ein aus rostfreiem Stahl, aus Stahl mit hohem Nickel- oder Chromanteil oder aus anderem hochlegiertem Stahl mit einer Festigkeit von 3923 MPa (40 kgf/mm²) oder darüber hergestelltes Band verwendet werden.
Der vorstehend beschriebene Test wurde für den Fall einer Gießbreite von 600 mm durchgeführt, wobei anschließend ein Test für den Fall einer großen Gießbreite von beispielsweise 1900 mm durchgeführt wurde.
Die Breite des bei der Band-Gußform verwendeten Bandes betrug 2480 mm und die Dicke des Blechs 1.2 mm. Der Aufbau eines Seitenendabschnitts des Bandes ist in Fig. 21 dargestellt. D.h., die Anordnung ist wie folgt Der Abschnitt des Bandes bis zu 100 mm vom Seitenende des Bandes wird durch eine elektromagnetische Induktions-Heizeinrichtung 41 auf 100 - 120ºC erwärmt; ein anschließender 30 mm-Abschnitt liegt an der Dichtungsmasse 11 an; bei einem weiteren 50 mm- Abschnitt kann Dampf in die Kühl/Wärme-Kammern 14 an der Rückfläche des Bandes eindringen, um diesen Abschnitt auf 110 - 120ºC zu erwärmen; ein weiterer 90 mm-Abschnitt grenzt an einen aus Kupfer hergestellten Randwall an, dessen Temperatur auf 110 - 120ºC eingestellt wird; und ein weiterer 1900 mm-Abschnitt grenzt an den Metallguß an. Vom Bandabschnitt, der an den Randwall angrenzt, wird ein dem Seitenende des Bandes benachbarter 50 mm-Abschnitt durch Erwärmen mit Dampf auf 110 - 120ºC erwärmt, während vom Bandabschnitt, der an den Randwall angrenzt, die Rückfläche eines 40 mm-Abschnitts des Bandes durch Kühlwasser gekühlt wird. Außerdem wird die Rückfläche des Bandabschnitts, der mit dem geschmolzenen Metall in Kontakt steht, durch Kühlwasser gekühlt.
Darüber hinaus wurde eine weitere Testbedingung festgesetzt, indem die beiden falgenden Fälle vorausgesetzt wurden: im ersten Fall wird das Band durch eine in Fig. 2 dargestellte Vorheizeinrichtung 60 auf 120 - 140ºC erwärmt, bevor das Band mit der eingangsseitigen Walze in Kontakt kammt; im anderen Fall wird kein Vorheizen durchgeführt.
Unter den vor stehend beschriebenen Bedingungen wurde ein Stahlgußtest durchgeführt, bei dem die Spannung des Bandes als Variable verwendet wurde, wobei die Bandverformung in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben gemessen wurde, und wobei das Auftreten von Innenrissen untersucht wurde. Die Meßergebnisse des Maximalbetrags der Bandverformung sind in Fig. 22 dargestellt.
In dieser graphischen Darstellung zeigt die Kurve 1 den Fall, bei dem kein Erwärmen durch die Vorheizeinrichtung durchgeführt wurde, während die Kurve 2 den Fall zeigt, bei dem die Vorheizeinrichtung verwendet wurde. Wenn das Band unter Verwendung der Vorheizeinrichtung auf 120 - 140ºC erwärmt wurde und wenn die Bandspannung auf 78 MPa (8 kgf/mm²) oder mehr eingestellt wurde, konnte der Maximalbetrag der Bandverformung auf 3 mm oder weniger unterdrückt werden. Durch das Anwenden des vorstehend beschriebenen Verfahrens konnte außerdem die Länge der Innenrisse der Gußerzeugnisse auf einen niedrigen Wert verringert werden.
Obwohl vorstehend ein Beispiel dargestellt wurde, bei dem eine Rand-Heizeinrichtung und eine Vorheizeinrichtung verwendet werden, ist sowohl die Rand-Heizeinrichtung als auch die Vorheizeinrichtung nicht erforderlich in Fällen, bei denen die Bandbreite 1500 mm oder weniger beträgt und wobei die Gießbreite 200mm geringer ist als die Bandbreite, d.h. unter der Bedingung, daß an den Seitenendabschnitten des Bandes jeweils 100 mm breite Randwälle vorhanden sind.
Fig. 23 zeigt eine Anordnung eines Endabschnitts der Gußform in diesem Beispiel. Die Gießbreite beträgt 1500 mm, wobei die Bedingung die ist, daß das Kühlwasser durch die Kühl/Wärme-Kammer fließen kann, die an die Gußform angrenzt. Zu diesem Zeitpunkt war im Fall einer Gießbreite von 1300 min der Betrag der Bandverformung der gleiche, wie derjenige, der durch die Kurve 2 von Fig. 15 dargestellt ist, wobei der Betrag der Bandverformung 2.6 mm betrug und damit einen Wert annahm, der bezüglich der Qualität der Gußerzeugnisse zulässig war.
Gemäß einer fünften Ausführungsform folgt eine Beschreibung der einschränkenden Bedingungen beim Erwärmen des Randwalls.
Ein Stahlprodukt wurde unter Verwendung einer Doppelband-Stranggießmaschine gegossen. Die für die Band-Gußform verwendete Bandbreite betrug 1900 mm und die Banddicke betrug 1.2 mm. Jeweils 100 mm breite Seitenendabschnitte des Bandes wurden durch elektromagnetische Induktions-Heizeinrichtungen auf 100 - 120ºC erwärmt; jeweils daran anschließende 30 mm-Abschnitte wurden mit der Dichtmasse in Kontakt gehalten; weitere, davon einwärts angeordnete 50 mm-Abschnitte des Bandes wurden jeweils durch Heißdanpf auft 120ºC erwärmt; weitere, davon einwärts angeordnete 90 min-Abschnitte des Bandes wurden so angeordnet, daß sie an den aus Kupfer hergestellten Randwällen anliegen. Die Bandspannung wurde auf 147 MPa (15 kgf/mm²) eingestellt, wobei die Breite des erzeugten Metalls 1360 mm und dessen Dicke 50 mm betrug.
Andererseits wurde die Wassermenge für die Randwall- Kühleinrichtung auf verschiedene Werte verändert, wobei die Oberflächentemperatur des Randwalls unmittelbar über dem Gießabschnitt vorher durch ein Kontaktthermometer gemessen wurde, so daß die Temperatur des Randwalls aus den Arbeitsbedingungen abgeschätzt werden kann.
Nachdem die vorstehenden Vorbereitungen getroffen wurden, wurde der Gießprozeß unter verschiedenen Kühlbedingungen des Randwalls durchgeführt, wobei der Zusammenhang zwischen den Kühlbedingungen und der Qualität der Gußerzeugnisse untersucht wurde. Die Ergebnisse sind in Fig. 24 dargestellt.
Aus diesen Ergebnissen hat sich gezeigt, daß, um die Länge der Innenrisse der Gußerzeugnisse auf 1.5 mm oder weniger zu begrenzen, die Temperatur des Randwalls auf 100ºC oder darüber eingestellt werden muß. Es hat sich auch gezeigt, daß, wenn die Temperatur des Randwalls geringer als 100ºC ist, das Band durch den Randwall gekühlt wird, wobei im Band eine Bandverzerrung auftritt, wodurch Gußerzeugnisse mit einer schlechten Qualität erhalten werden, und daß, wenn die Temperatur des Randwalls 150ºC überschreitet, die Beschädigung des Randwalls zunimmt. Dadurch hat sich herausgestellt, daß der geeignete Temperaturbereich des Randwalls 100 - 150ºC beträgt.
Nachfolgend wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben bei der geschmolzener Stahl unter Verwendung von in der Breite veränderlichen Randwällen gegossen wird, wobei die Breite des gegossenen Metalls wähend des Gießvorgangs verandert wird.
Bei der Stranggleßmaschine wurde folgende Anordnung verwendet: Es wurde ein Muster verwendet, bei den eine obere Kühlstruktur als Konvektionskühlstruktur 6a und eine untere Kühlstruktur als Block-Kühlstruktur 6b ausgebildet wurde. Diese beiden Strukturen sind so angeordnet, daß die Breite des gekühlten Abschnitts und des erwärmten Abschnitts des Bandes jeweils veränderlich sind, indem sie der Gießbreite des geschmolzenen Metalls folgen. Darüber hinaus wurde unmittelbar über der oberen Walze eine Gas-Heizeinrichtung 60 angeordnet, so daß das Band über die gesamte Bandbreite auf 150 - 170ºC erwärmt werden kann. Was die Randwälle anbetrifft, die sich synchron mit dem Band bewegen können, wurde außerdem die Temperatur der Randwälle in einem Rücklaufverfahren durch die Regelung der Kühlwassermenge für die Ränder der Randwälle auf eine Temperatur von 120 - 150ºC eingestellt.
Unter Verwendung dieser Gießmaschine wurde geschmolzener Stahl gegossen. Hinsichtlich der Querschnittgröße der so erzeugten Gußerzeugnisse wurde während der ersten 30 Minuten ein Gußerzeugnis mit einer Breite von 2060 mm und mit einer Dicke von 50 mm und während der letzten 30 Minuten ein Gußerzeugnis mit einer Breite von 1660 mm und einer Dicke von 50 mm erzeugt.
Die Testbedingungen waren folgende: Während der Herstellung der 2060 mm breiten Gußerzeugnisse wurden 100 mm- Abschnitte von den Seitenenden des Bandes jeweils als Bereich für das elektromagnetische Induktionsheizen verwendet; daran anschließende, jeweils 30 mm-Abschnitte wurden in Kontakt mit der Dichtmasse gehalten; und weitere 90 mm-Abschnitte wurden in Kontakt mit den aus Kupfer hergestellten, synchron beweglichen Randwällen gehalten. Bei der Herstellung von 1660 mm breiten Gußerzeugnissen wurden 100 mm- Abschnitte von den Seitenenden des Bandes jeweils als der Bereich für das elektromagnetische Induktionsheizen verwendet; daran anschließende, 30 mm-Abschnitte wurden jeweils in Kontakt mit der Dichtmasse gehalten; weitere 200 mm-Abschnitte wurden als der Bereich verwendet, der einer Erwärmung durch der Kühl/Wärme-Kammer zugeführten Dampf unterzogen wurde; und weitere 90 mm-Abschnitte wurden in Kontakt mit den synchron beweglichen Randwällen gehalten. Die Gesamtbreite des Bandes betrug 2500 mm.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Trotz der Tatsache, daß die Gießbreite in der Mitte des Gießvorgangs verändert wurde, konnten sowohl bei einer Gießbreite von 2060 mm als auch bei einer Breite von 1660 mm aufgrund der verschiedenen Arbeitsbedingungen, einschließlich der Vorheizeinrichtung, der Rand-Heizeinrichtungen, dem Erwärmen der Rückfläche des Bandes durch Dampf, der Temperatureinstellung der Randwälle auf eine hohe Temperatur und dem Ausüben einer hohen Spannung auf das Band Gußerzeugnisse von hervorragender Qualität erhalten werden.
Diese Ergebnisse stimmen mit denen überein, die in einem vorausgehenden Experiment zur Bandverformung erhalten wurden, d.h. daß, obwohl bei einer Bandbreite von 2500 mm der Betrag der Bandverformung, der sich nur durch Erwärmen der Seitenendabschnitte des Bandes ergibt, was zum Unterdrücken der Bandverformung nicht ausreichend ist, in einem Bereich der Gießbreite von 1660 - 2060 mm 5 - 6 mm groß war, der Betrag der Bandverformung durch das Vorheizen auf einen erwünschten Bereich verringert werden kann. Tabelle 1 Test Nr. Gießbreite (mm) Vorheizeinrichtung Rand-Heizeinrichtung mit Dampf/Regelung der Randwälle bei hoher Temperatur Qualität der Gußerzeugnisse sehr gut x schlecht

Anmerkung des Übersetzers:

Seite 30, Zeilen 5 und 6 sollten lauten:
"... die auf das Band 4 ausgeübte Spannung, wie in Fig. 19 verdeutlicht, auf 98 MPa (10 kgf/mm²) oder..."

Claims

1. Doppelband-Stranggießmaschine mit:

einem Paar Bänder (4),

einem zwischen dem Paar Bändern (4) angeordneten Paar Randwällen (5) zur Definition eines Metallpools, um eine dünne Bramme zu erzeugen, indem das Abkühlen und Verfestigen des in den Metallpool eingefüllten, flüssigen Metalls ermöglicht wird,

einer Einrichtung (13) zum Verschieben der Position der Randwälle (5) in Querrichtung der Bänder (4),

einer Preßeinrichtung (9), die so angeordnet ist, daß sie die Rückfläche der Bänder (4) anpreßt, und

einer Einrichtung (14) zum Erwärmen und zum Abkühlen verschiedener Bereiche der Bänder (4), dadurch gekennzeichnet, daß:

Steuereinrichtungen (21, 36) zum Betätigen der Preßeinrichtung (9) gemäß der Verschiebung der Randwälle (5) vorgesehen sind, um die Bänder (4) in der Position, zu der die Randwälle verschoben wurden, gegen die Randwälle (5) zu pressen, und

daß die Einrichtung (14) zum Erwärmen und zum Abkühlen verschiedener Bereiche der Bänder (4) mehrere Kühl/Wärme-Kammern (14) aufweist, die so verteilt sind, daß sie das Abkühlen und das Erwärmen verschiedener Bereiche in Querrichtung der Bänder (4) ermöglichen, und Einrichtungen (23, 27, 29, 30, 36) zum Einstellen der Position der Trennung zwischen dem Abkühlbereich und dem Erwärmungsbereich, um den Änderungen der Position der Randwälie (5) zu entsprechen.

2. Maschine nach Anspruch 1 mit einem in der Nähe des Mittelabschnitts in Querrichtung der Bänder (4) angeordneten Kühlkasten (6).

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zum Einstellen der Position der Trennung aufweist:

einen Fluidzufuhr-Kolbenverteiler (23), wobei der Innenraum des Verteilers durch einen Kolben (29) zweigeteilt wird, wobei ein Abschnitt des geteilten Raums mit einer Kühlwasser-Zufuhrquelle (22) und der andere Abschnitt des Raums mit einer Heizmittel-Zufuhrquelle (31) zum Erwärmen der Seiten-Endflächen der Bänder (4) verbunden ist, und wobei im Innenraum mehrere, jeweils mit den mehreren Kühl/Wärme-Kammern (14) in axialer Richtung verbundene Abzweigkanäle (24) ausgebildet sind, und

einen Auslaß-Kolbenverteiler (27), der mit mehreren auslaßseitigen, jeweils mit den mehreren Kühl/Wärme-Kammern (14) verbundenen Auslaßkanälen (26) ausgebildet ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, mit einer Steuereinrichtung (36) zum synchronen Verschieben der Randwälle (5) und jedes Kolbens (29, 30) und zum synchronen Betätigen der Preßeinrichtungen (9).

5. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mehreren Preßeinrichtungen (9) jeweils in den mehreren Kühl/Wärme-Kammern (14) angeordnete Randwall- Stützblöcke (9) aufweisen, wobei die mehreren Preßeinrichtungen (9) so angeordnet sind, daß sie einen gewünschten der Randwall-Stützblöcke anpreßt.

6. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mehreren Kühl/Wärme-Kammern (14) in Gießrichtung in mehreren Stufen angeordnet sind.

7. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Preßeinrichtungen durch mehrere, an jeweiligen Fluidauslässen der mehreren Kühl/Wärme-Kainmern (14) bereitgestellten Drosselvorrichtungen (39) gebildet werden, wobei jedes der Bänder (4) so angeordnet ist, daß es unter dem statischen Druck der Kühl/Wärme-Kammer in Preßkontakt mit den Randwällen gebracht wird, wenn mindestens eine der Drosselvorrichtungen (39) bei einer Position wahlweise betätigt wird, die den Randwällen in der Position entspricht, zu der sie verschoben wurden.

8. Maschine nach Anspruch 1, wobei die Preßeinrichtung aufweist: eine Gruppe scheibenförmiger, auf den Ruckflächen der Bänder (4) angeordneter Walzen (112), um die Flachheit der Bänder aufrechtzuerhalten, und eine Steuereinrichtung (125), um die Abstände der Gruppe von Scheibenwalzen gemäß der Position, in die die Randwälle (5) verschoben werden, zu vergrößern oder zu verringern,

wobei die Gruppe von Scheibenwalzen so angeordnet ist, daß ihr Abstand automatisch vergrößert oder verringert wird, und wobei die Gruppe von Scheibenwalzen der Verschiebung der Randwälle folgt.

9. Maschine nach Anspruch 8, wobei die scheibenförmigen Walzen einen Teil einer oberen Gießform-Kühlstruktur bilden und eine untere Gießform-Kühlstruktur mit den in Anspruch 3 dargestellten Merkmalen vorgesehen ist.

10. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche mit:

einem Paar synchron bewegbaren Randwällen, die so angeordnet sind, daß sie sich mit dem zu gießenden Metall synchron bewegen, und

einer Kühlvorrichtung und einer Steuervorrichtung zum Regeln der Temperatur der synchron bewegten Randwälle in einen Bereich zwischen 100 und 150ºC.

11. Doppelband-Stranggießverfahren mit:

Einfüllen von flüssigem Metall in einen Metallpool, der zwischen einem Paar von Bändern (4) und einem Paar von Randwällen (5) definiert wird, die zwischen dem Paar von Bändern (4) angeordnet sind, und der das Abkühlen und Verfestigen des flüssigen Metalls ermöglicht, um eine dünne Bramme zu erzeugen,

Verschieben der Position der Seitenwälle (5) in Querrichtung der Bänder (4) gemäß der Breite des zu gießenden Metalls,

Anpressen der Rückfläche der Bänder (4) und

Erwärmen und Abkühlen verschiedener Bereiche der Bänder während des Gießvorgangs, gekennzeichnet durch:

Einstellen der Preßeinrichtungen (59, 118) gemäß der Verschiebung der Randwälle (5), um die Bänder (4) in der Position gegen die Randwälle (5) zu pressen, zu der sie verschoben wurden, und

Verschieben der Verteilereinrichtungen (6, 14), um die Position der Trennung zwischen dem Abkühlbereich und dem Erwärmungsbereich so einzustellen, daß Positionsänderungen der Randwälle angepaßt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11 mit:

Ausüben einer Spannung von mindestens 98.1 MPa (10 kgf/mm²) auf die Bänder und Erwärmen der Seiten-Endabschnitte der Bänder auf 100ºC bis 250ºC.

13. Verfahren nach Anspruch 12 mit:

Gießen von Metall mit einer Gießbreite von weniger als 1200 mm.

14. Verfahren nach Anspruch 11 mit:

Gießen von Metall mit einer Gießbreite von mindestens 1200 mm und Erwärmen der Bänder auf 100ºC bis 250ºC bevor die Bänder mit dem Metall in Kontakt kommen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Randwälle auf mindestens 100ºC erwärmt werden.