DE3931663C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießdüse gemäß Oberbegriff von Pa­ tentspruch 1. Solche Gießdüsen finden beim Dünnbandgießen von Metallen, insbesondere von Stahl Verwendung.

Nach dem Einzelwalzen- oder Duowalzenverfahren wird am Umfang einer sich drehenden Kühlwalze flüssiger Stahl aufgegeben. Dem flüssigen Stahl wird über die Kühlwalze Wärme entzogen, um die rasch gekühlte erstarrte Strangschale zu bilden, welche als Stahlband aus dem Gießraum abgezogen wird.

Die gattungsgemäße Gießdüse ist durch die europäische Patentan­ meldung 01 98 669 bekannt. Diese beschreibt eine Stranggieß­ anlage zur Bandherstellung, in der zwei Walzen mit unterschied­ lichem Durchmesser - nach einem Duowalzenverfahren - eingesetzt sind. Die als Spitzenkantenfläche ausgebildete Stirnfläche der Gießdüse, die der Walze mit größerem Durchmesser, d.h. der Gießwalze gegenüberliegt, ist mit einer sehr hohen Bearbei­ tungsgenauigkeit anzufertigen, um die Leckage aus dem Gießraum zu verhindern. Da das Material der Gießdüse außerdem wegen direkter Berührung mit dem flüssigen Stahl einer hohen Tempera­ tur ausgesetzt wird, findet ein hochwertiges feuerfestes Mate­ rial mit einer geringen Verformung bei höheren Temperaturen Ver­ wendung. Doch ein feuerfestes Material läßt sich sehr schwer mit einer hohen Genauigkeit bearbeiten, und außerdem ist der Kosten­ aufwand erheblich.

Beim Zusammenbauen der bekannten Gießdüse, welche sich aus den auf der linken und rechten Seite befindlichen Seitenwänden, dem oberen Deckel sowie der Bodenplatte, also aus vier verschiedenen Teilen, zusammensetzt, war es äußerst schwierig, eine genügende Maßgenauigkeit zu erzielen. Ferner mußte die bekannte Gießdüse nach jedem Guß verworfen und gegen eine neue Düse ausgetauscht werden. Wenn eine derartig kostspielige Gießdüse nur einmal benutzt werden kann, so bedeutet es nicht nur eine große Last bei der Gießdüsenherstellung, sondern auch eine Ursache für die Erhöhung der Produktionskosten von Stahlbändern.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile abzubauen und einen einfachen und preiswerten Aufbau der Gießdüse zu schaffen, ohne auf die Einhaltung der Bearbeitungsgenauigkeit der gießwalzenseitigen Stirnfläche der Gießdüse verzichten zu müssen.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Gießdüse aus einem Grundkörper und einem Endstück zusammengesetzt ist, wobei das an der Bodenplatte und den Seitenwänden des Grundkörpers befestigte Endstück an seiner gießwalzenseitigen Stirnfläche von seinem Boden und seinen Seitenwänden eine der Mantelkrümmungen der Gießwalze entsprechende Krümmung aufweist und das Endstück über eine Streckverbindung mit dem Grundkörper der Gießdüse über eine Zwischenlage aus verformbarem keramischen Material verbunden ist und die Streckverbindung über die Zwischenlage aus dem verformbaren keramischen Material fixiert ist und daß der Grundkörper eine der Gießwalze zugekehrte zur Gießwalze konzentrische zylindermantelförmige gekrümmte, zum Gießraum offene, abgesetzte Stirnfläche aufweist, wobei in den dadurch gebildeten Absatz das Endstück eingesteckt ist, welches die Form eines einseitig offenen Rahmens annähernd konstanter Dicke hat.

Die Dicke des rahmennartigen Endstückes soll dabei geringer sein, als die Breite seiner Seitenteile.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Gießdüse,

Fig. 2 eine Gießdüse in einer Zweiwalzen-Bandgießmaschine,

Fig. 3 den Grundkörper einer Gießdüse,

Fig. 4 das Endstück einer Gießdüse,

Fig. 1 zeigt eine Gießdüse 1, die aus einem Grundkörper 2 und einem Endstück 3 zusammengesetzt ist. Der Grundkörper 2 besteht dabei aus einer Bodenplatte 4 und Seitenwänden 5 und 6 und hat einen rückwärtigen Deckel 7. Die gießwalzenseitigen Stirnflächen des Grundkörpers 2 setzen sich aus der Stirnfläche 8 der Bodenplatte 4 und den Stirnflächen 9 und 10 der Seitenwände 5 und 6 zusammen. Diese Stirnflächen 8, 9 und 10 sind abgesetzt und bilden einen Absatz 11, in den das Endstück 3 eingesetzt und über eine Zwischenlage 12 aus verform­ barem keramischen Material befestigt und so gleichzeitig fixiert ist.

Das zwischen dem Endstück 3 und dem Grundkörper 2 als Zwischen­ lage 12 vorgesehene verformbare keramische Material führt zu einer Konstruktion bei der die Schwingungen, die durch Berüh­ rung eines Teils oder der gesamten Stirnfläche 13 des Endstückes 3 mit der Umfangsfläche der Gießwalze verursacht werden, von dem verformbaren keramischen Material absorbiert wird. Als verform­ bares keramisches Material sind anorganische Fasern mit hoher Wärmebeständigkeit, wie keramische Faser und dergleichen ge­ eignet.

Im übrigen schließen Bodenplatte 4, Seitenwände 5 und 6 zusammen mit der Gießwalze einen Gießraum 14 ein.

Bei der weiteren Beschreibung der Erfindung ist auch Fig. 2 heranzuziehen. Fig. 2 zeigt schematisch eine Zweiwalzen-Band­ gießmaschine mit einer Gießwalze 15 größeren Durchmessers mit zugeordneter Walzenachse 16 und einer oberen kleineren Walze 17, zu der die Achse 18 gehört. Ein Gießgefäß 19 mit seitlichen Wänden 20 und 21 nimmt in ihrem Innenraum 22 eine Schmelze auf. Der Innenraum 22 geht in den Gießraum 14 über. An dem Gießgefäß 19 ist die Gießdüse 1, und zwar deren Grund­ körper befestigt.

Fig. 3 zeigt einen Grundkörper mit glatten, d. h. nicht abge­ setzten Stirnflächen 8, 9 und 10 und Fig. 4 ein Endstück 3, das auf den Grundkörper 2 nach Fig. 3 aufsetzbar ist und über einen Kleber wie feuerfestem Mörtel befestigt werden kann. Das Endstück 3 nach Fig. 4 bildet einen räumlich parallel zur Gießwalzenachse 16 gekrümmten, eckigen, oben offenen Rahmen kon­ stanter Dicke d, wobei außerdem vorgesehen ist, das die Breite b seiner Seitenteile 25 und 26 größer ist, als die Dicke d.

Die nachfolgende weitere Beschreibung der Erfindung stützt sich auf eine Zusammenschau der Fig. 1 und Fig. 2.

Die auf der der Gießwalze 15 gegenüberliegenden Seite befind­ lichen Stirnflächen 9, 10 und 11 des Grundkörpers 2, liegen nicht unmittelbar an der Mantelfläche der Gießwalze 15 an und brauchen infolgedessen nicht mit einer allzu hohen Präzision bearbeitet zu werden.

Dagegen wir das Endstück 3, das mit seiner Stirnfläche 13 mit der Gießwalze 15 in Berührung steht und direkten Kontakt zu deren Mantelfläche hat, hochpräzise bearbeitet.

Das Endstück 3 wird aus einem Werkstoff, der einen hohen Wider­ stand gegen Temperatursturz aufweist, hergestellt. Als Beispiel für einen derartigen Werkstoff sind Schmelzsilica, Siliciumni­ trid, Bornitrid, Tonerdegraphit usw. zu nennen.

Das von der einen Seitenwand 5 über die Bodenplatte 4 zur anderen Seitenwand 6 reichende Endstück 3 ist als Einheit gebildet, so daß hier Maßungenauigkeit, wie beim Zusammenbauen der Seitenwände 5 und 6 und der Bodenplatte 4 möglich, nicht vorkommen kann. Die Stirnfläche 13 des Endstückes 3 wird dicht an die Mantel­ fläche der Gießwalze mit größerem Durchmesser herangebracht, um den Gießraum 14 zu bilden. Der Teil, der mit hoher Präzision bearbeitet werden muß, beschränkt sich deshalb auf das Endstück 3, während der Grundkörper 2 selbst, normal hergestellt wird. Da der Grundkörper 2 selbst nicht die direkte Aufgabe zu erfüllen hat, den Gießraum 14 abzudichten, kann dieser auch dann wieder­ holt eingsetzt werden, wenn mehr oder weniger thermische Verfor­ mungen eingetreten sind.

Bei dem Endstück 3 handelt es sich um ein wichtiges Funktionsele­ ment beim Bandgießen, welches härteren Betriebsbedingungen aus­ gesetzt und deshalb leicht thermisch verformt oder verschlissen wird; aus diesem Grund wird das Endstück 3 getrennt vom Grund­ körper 2 hergestellt. Wenn je nach thermischer Verformung und Verschleiß das Endstück 3 gegen ein neues ausgewechselt wird, kann stets unter einer stabilen Betriebsbedingung, bei der zwischen der Gießdüse 1 und der Gießwalze 15 ein exakter Spalt eingehalten wird, das Bandgießen durchgeführt werden.

Bisher wurde die in Fig. 2 dargestellte Bandgießanlage mit zwei Walzen mit unterschiedlichem Durchmesser als Beispiel erklärt. Doch wird die vorliegende Erfindung keineswegs durch das ange­ führte Beispiel beschränkt und kann selbstverständlich auch bei einer Bandgießanlage nach dem Einzelwalzenverfahren, bei dem der Raum zwischen der Düsenspitze und Kühlwalzenumfangsfläche einen wichtigen Faktor beim Bandgießen darstellt, zur Anwendung ge­ bracht werden.

Bei einer Versuchsanlage mit einer Gießwalze 15 mit einem Durch­ messer von 1400 mm und einer Breite von 1000 mm und einer kleineren Walze 17 mit einem Durchmesser von 400 mm und einer Breite von 650 mm gegenübergestellt, 20 m/min. in Drehung ge­ setzt. Aus dem dem von den Walzen 15, 17 und beiden Seitenwänden 5, 6 der Gießdüse 1 abgegrenzten Gießraum 14 vom Schmelzbad zuge­ lieferten flüssigen Stahl mit der Zusammensetzung von nichtrosten­ dem Stahl aus SUS 304 wurden 400 kg Stahlband mit einer Band­ breite von 650 mm hergestellt. Dabei wurde eine Gießdüse 1, bei welcher ein aus Schmelzsilica hergestelltes Endstück 3 angebracht war, eingesetzt. Da mittels des Endstückes 3 der Spalt zwischen der Düsenspitze und der Umfangsfläche der größeren Walze exakt eingehalten werden konnte, konnte das Bandgießen unter einer stabilen Bedingung ohne Leckage vollzogen werden. Das so herge­ stellte Produkt wies von Anfang des Bandgießens bis zur End­ phase eine konstante Bandform auf. Als das Endstück 3 gegen ein neues eingetauscht wurde, trat keine wesentliche Verände­ rung der Form des hergestellten Bandes auf.

Zum Vergleichszweck wurde unter Verwendung einer Gießdüse bis­ heriger Bauart, welche durch Zusammenbau der Seitenwände und Bodenplatte mit der in Anpassung an die Umfangsflächenform der größeren Walze angefertigten Kantenfläche hergestellt wurde, unter der gleichen Betriebsbedingung das Bandgießen durchge­ führt. Da sich in diesem Fall die Kantenfläche der Gießdüse seitens der Walze je nach Kombinationszustand der Seitenwände mit der Bodenplatte verändert, ergaben sich Schwankungen in den Formen der Bänder zwischen verschiedenen Chargen.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion der Gießdüse können Fehler - wie u.a. Austreten von flüssigem Stahl - verhindert werden, um unter einer stabilen Betriebsbedingung Stahlbänder mit hervorragender Eigenschaft bezüglich der Form herstellen zu können.

Claims (2)

1. Gießdüse einer Bandgießmaschine zum Stranggießen von Metall­ band, wobei Bodenplatte und Seitenwände der Gießdüse einer­ seits und ein Mantelabschnitt einer gekühlten Gießwalze an­ dererseits einen Gießraum bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießdüse (1) aus einem Grundkörper (2) und einem End­ stück (3) zusammengesetzt ist, wobei das an der Bodenplatte (4) und den Seitenwänden (5, 6) des Grundkörpers (2) befestigte End­ stück (3) seiner gießwalzenseitigen Stirnfläche (13) von seinem Boden und seinen Seitenteilen eine der Mantelkrümmung der Gieß­ walze (15) entsprechende Krümmung aufweist und das Endstück (3) über eine Steckverbindung mit dem Grundkörper (2) der Gießdüse (1) über eine Zwischenlage (12) aus verformbarem keramischen Material verbunden ist und die Steckverbindung über die Zwischenlage (12) aus dem verformbaren keramischen Material (12) fixiert ist und daß der Grundkörper (2) eine der Gießwalze (15) zugekehrte zur Gießwalze (16) konzentrische zylindermantelförmige gekrümmte, zum Gießraum (14) offene, abgesetzte Stirnfläche (8) aufweist, wobei in den dadurch gebildeten Absatz (11) das Endstück eingesteckt ist, welches die Form eines einseitig offenen Rahmens annähernd konstanter Dicke hat.

2. Gießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b), d.h. die Erstreckung der den Seitenwänden (5, 6) des Grundkörpers (2) zugeordneten Seitenteile (25, 26) des Endstückes (3) zur Gießwalzenachse (16) größer ist als die Dicke (d) der Seitenteile (25, 26).