DE4132189C1 - Metal strip prodn. - by feeding molten metal from tundish via casting nozzle onto cooled conveyor belt - Google Patents
Metal strip prodn. - by feeding molten metal from tundish via casting nozzle onto cooled conveyor beltInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Her stellung eines endabmessungsnahen Metallbandes nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.The invention relates to a process for continuous production position of a metal tape close to the final dimension according to the upper level handle of claim 1.
Bei Verfahren der genannten Art besteht das Hauptproblem in einer möglichst gleichmäßigen Zufuhr der Metallschmelze auf das umlau fende Transportband, und zwar soll die Zufuhr möglichst turbu lenzfrei erfolgen, und die Metallschmelze soll etwa die gleiche Geschwindigkeit wie das Transportband erhalten.The main problem with methods of the type mentioned is one supply the molten metal as evenly as possible to the umlau Conveyor belt, and the supply should be as turbu as possible be carried out without a drain, and the molten metal should be about the same Get speed like the conveyor belt.
Ein Verfahren der genannten Art (etwa nach DE-PS 38 10 302) wird mit einem Schmelzeverteiler durchgeführt, der als Doppelkammer mit einer Eingießkammer und einer Ausgießkammer ausgebildet ist, wobei die Ausgießkammer an eine Unterdruckkammer angeschlossen ist. Über den Gasdruck in der Ausgießkammer kann der Schmelze spiegel geregelt werden und damit die Ausflußmenge des aus der Gießdüse austretenden Metalles.A method of the type mentioned (approximately according to DE-PS 38 10 302) performed with a melt distributor, which acts as a double chamber is designed with a pouring chamber and a pouring chamber, wherein the pouring chamber is connected to a vacuum chamber is. The melt can flow through the gas pressure in the pouring chamber are regulated and thus the amount of outflow from the Pouring nozzle of leaking metal.
Für die auftretenden Gießgeschwindigkeiten ist im allgemein nur ein sehr geringer Vordruck entsprechend einer metallostatischen Höhe von einigen Millimetern notwendig. Aufgrund der erforder lichen Ausmauerungsstärken des Schmelzeverteilers wird diese Höhe bereits durch konstruktive Notwendigkeiten deutlich überschrit ten. Mit Hilfe des Unterdrucks bei der DE-PS 38 10 302 kann zwar die effektive metallostatische Höhe unter die Verteilerwandstärke abgesenkt werden, bei zinkhaltigen Kupferlegierungen muß aber Unterdruck über dem Schmelzespiegel im Verteiler vermieden werden, da bei diesen Legierungen das Zink verstärkt ausdampfen und die Vakuumpumpen verschmutzen würde.For the occurring casting speeds is generally only a very low form corresponding to a metallostatic Height of a few millimeters necessary. Due to the required Lichen the brick thickness of the melt distributor is this height already significantly exceeded due to design requirements With the help of the vacuum in DE-PS 38 10 302 can the effective metallostatic height below the distributor wall thickness must be lowered, but with zinc-containing copper alloys Negative pressure above the melt level in the distributor avoided because the zinc evaporates more with these alloys and would pollute the vacuum pumps.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ausflußge schwindigkeit der Metallschmelze so zu regeln, daß - bei Vermei dung eines durch Vakuumpumpen erzeugten Unterdruckes - die Metallströmung möglichst laminar ist und die Geschwindigkeit der Metallschmelze und des Transportbandes in etwa übereinstimmen.The invention is therefore based on the task, the Ausflußge regulate the speed of the molten metal so that - at Vermei formation of a vacuum generated by vacuum pumps - the Metal flow is as laminar as possible and the speed of the Metal melt and the conveyor belt roughly match.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Schmelze verteiler anfänglich ein Füllstand (A) eingestellt wird, der maximal der Transportbandebene (E) entspricht, daß zum Angießen ein solcher Füllstand (B) eingestellt wird, daß die Schmelze die Luft aus dem der Gießdüse vorgeschalteten Bereich und aus der Gießdüse vollständig verdrängt und daß im Betriebszustand der Füllstand (C) einige Millimeter oberhalb des Flüssigmetallspiegels (D) auf dem Transportband (E) geregelt wird, so daß die Schmelze nach dem Saugheberprinzip aus der Gießdüse ausfließt.The object is achieved in that in the melt distributor is initially set to a level (A) which corresponds at most to the conveyor belt level (E), that such a fill level (B) is set for casting that the melt the air from the upstream of the pouring nozzle Area and completely displaced from the pouring nozzle and that in the operating state the level (C) a few millimeters above the liquid metal level (D) on the conveyor belt (E) is regulated so that the melt from the siphon principle the pouring nozzle flows out.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird der Füllstand (C) im Betriebszustand etwa 2-15 mm oberhalb des Flüssigmetallspiegels (D) geregelt, wobei die zu regelnde metallostatische Höhe insbesondere von der Gießgeschwindigkeit abhängig ist.According to a particular embodiment of the invention, the Level (C) in the operating state about 2-15 mm above the Liquid metal level (D) regulated, the one to be regulated metallostatic height especially from the casting speed is dependent.
Mit der erfindungsgemäßen Anwendung des Saugheberprinzips kann ohne Einsatz eines Vakuums jede beliebige metallostatische Höhe bis zu dem Wert Null unabhängig von der Ausmauerungsstärke des Verteilers eingestellt werden.With the use of the suction lifter principle according to the invention any metallostatic height without using a vacuum up to the value zero regardless of the brick thickness of the Distributor can be set.
Der Füllstand (B) beim Angießen wird vorzugsweise mittels Über druck eines inerten Gases eingestellt. Dabei empfiehlt es sich, daß auch der Füllstand (C) im Betriebszustand mittels Überdruck geregelt wird.The fill level (B) during casting is preferably by means of over pressure of an inert gas is set. It is recommended that that the level (C) in the operating state by means of overpressure is regulated.
Nach einer erfindungsgemäßen Alternative wird der Füllstand (B) beim Angießen durch kontinuierliche Schmelzezufuhr in den Schmel zeverteiler eingestellt. Unabhängig von der Art des Angießens wird nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung der Füllstand (C) im Betriebszustand unter kontinuierlicher Schmelzezufuhr mittels einer an sich bekannten Gießspiegel regelung geregelt. Eine solche Gießspiegelregelung nach dem Wirbelstromprinzip ist beispielsweise in der DE-PS 29 51 097 be schrieben.According to an alternative according to the invention, the fill level (B) when pouring through continuous melt supply into the melt distributor set. Regardless of the type of casting is according to a particular embodiment of the invention Level (C) in the operating state under continuous Melt feed by means of a casting level known per se regulation regulated. Such a mold level control after Eddy current principle is for example in DE-PS 29 51 097 be wrote.
Der Vorteil dieser Lösung gegenüber der Druckgasbeaufschlagung besteht darin, daß nach dem Angießen ein nahezu konstantes Niveau einzuregeln ist, während bei der Druckgasbeaufschlagung der Gasdruck im Bereich von bis zu etwa 0,5 bar auf 0,5 Millibar geregelt werden muß.The advantage of this solution compared to pressurized gas is that after casting on an almost constant level is to be regulated, while in the pressurized gas Gas pressure in the range of up to about 0.5 bar to 0.5 millibars must be regulated.
Die Erfindung betrifft weiterhin mehrere Ausführungsformen einer Gießvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens. Die Ausbildung der Gießvorrichtungen hängt davon ab, ob sowohl Angießen als auch Regelung des Füllstandes im Betriebs zustand mittels Überdruck oder ob nur das Angießen mittels Überdruck und die anschließende Regelung mit Hilfe einer Gieß spiegelregelung durchgeführt werden oder ob auf den Einsatz von Überdruck völlig verzichtet wird.The invention further relates to several embodiments of a Pouring device for performing the inventive method rens. The design of the pouring devices depends on whether both pouring and level control during operation condition by means of overpressure or whether only the pouring on Overpressure and the subsequent regulation with the help of a casting mirror control can be carried out or whether on the use of Overpressure is completely dispensed with.
Eine erste Ausführungsform der Gießvorrichtung weist folgende Elemente auf: einen Schmelzeverteiler, der in einer Gießdüse oberhalb eines umlaufenden, gekühlten Transportbandes mündet und eine Banddickenmeßeinrichtung, die mit einer regelbaren Gasquelle verbunden ist.A first embodiment of the casting device has the following Elements on: a melt distributor in a pouring nozzle opens above a circulating, cooled conveyor belt and a strip thickness measuring device with an adjustable gas source connected is.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzeverteiler als Dreifach-Kammer ausgebildet ist mit einer Eingießkammer, einer gasdichten Druckkammer und einer Ausgießkammer, an die ein in die Gießdüse auslaufender Saugheber angeschlossen ist, und daß die regelbare Gasquelle mit der Druckkammer verbunden ist. Mit dieser Gießvorrichtung ist ein absatzweises Nachgießen (Nachfüllen) möglich.It is characterized in that the melt distributor as Triple chamber is formed with a pouring chamber, one gas-tight pressure chamber and a pouring chamber to which one in the Pouring nozzle leaking siphon is connected, and that the controllable gas source is connected to the pressure chamber. With this pouring device is a batch re-pouring (Refill) possible.
Um beim Nachgießen unerwünschte Badspiegelschwankungen in der
Eingießkammer zu unterdrücken, darf deren Querschnittsfläche FE
nicht zu klein ausgeführt werden. Das Verhältnis FE/Querschnitts
fläche FD der Druckkammer beträgt vorzugsweise:
FE/FD = 1:5 bis 1:16.
In order to suppress undesirable bath level fluctuations in the pouring chamber during re-pouring, its cross-sectional area F E must not be made too small. The ratio F E / cross-sectional area F D of the pressure chamber is preferably:
F E / F D = 1: 5 to 1:16.
Zur Durchführung eines kontinuierlichen Nachgießens weist die Gießvorrichtung nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform folgende Elemente auf: einen Schmelzeverteiler, der in einer Gießdüse oberhalb eines umlaufenden, gekühlten Transportbandes mündet, eine Banddickenmeßeinrichtung sowie eine regelbare Gasquelle.To carry out continuous re-pouring, the Pouring device according to a further preferred embodiment the following elements: a melt distributor, which in a Pouring nozzle above a rotating, cooled conveyor belt opens, a strip thickness measuring device and an adjustable Gas source.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzeverteiler als
Dreifach-Kammer ausgebildet ist mit einer Eingießkammer, einer
gasdichten Druckkammer und einer Ausgießkammer, an die ein in die
Gießdüse auslaufender Saugheber angeschlossen ist,
daß die regelbare Gasquelle mit der Druckkammer verbunden ist,
daß ein oberhalb des Schmelzeverteilers angeordneter Tundish
vorgesehen ist, dessen Tauchrohr in die Eingießkammer ragt und
daß die Banddickenmeßeinrichtung mit einer Gießspiegelregelung
verbunden ist, deren Sonde oberhalb des Schmelzespiegels in der
Eingießkammer angeordnet ist.It is characterized in that the melt distributor is designed as a triple chamber with a pouring chamber, a gas-tight pressure chamber and a pouring chamber to which a suction lifter running into the pouring nozzle is connected,
that the controllable gas source is connected to the pressure chamber,
that a tundish arranged above the melt distributor is provided, the dip tube of which projects into the pouring chamber and
that the strip thickness measuring device is connected to a casting level control, the probe of which is arranged above the melt level in the pouring chamber.
Eine weitere erfindungsgemäße Variante weist folgende Elemente auf: einen Schmelzeverteiler, der in einer Gießdüse oberhalb eines umlaufenden, gekühlten Transportbandes mündet, eine Band, dickenmeßeinrichtung sowie eine regelbare Gasquelle.Another variant according to the invention has the following elements on: a melt distributor in a pouring nozzle above of a circulating, cooled conveyor belt opens, a belt, thickness measuring device and an adjustable gas source.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß an den Schmelzeverteiler über
eine Ausgießkammer ein in die Gießdüse auslaufender Saugheber
angeschlossen ist,
daß der Schmelzeverteiler durch einen oberhalb angeordneten
Tundish gasdicht verschlossen ist, dessen Tauchrohr in den
Schmelzeverteiler ragt,
daß die regelbare Gasquelle an den gebildeten Druckraum ange
schlossen ist und
daß die Banddickenmeßeinrichtung mit einer Gießspiegelregelung
verbunden ist, deren Sonde oberhalb des Schmelzespiegels ange
ordnet ist.It is characterized in that a suction lifter running into the casting nozzle is connected to the melt distributor via a pouring chamber,
that the melt distributor is sealed gas-tight by a tundish arranged above, the dip tube of which projects into the melt distributor,
that the controllable gas source is connected to the pressure chamber formed and
that the strip thickness measuring device is connected to a casting level control, the probe of which is arranged above the melt level.
Um am Ende des Gießvorganges ein vollständiges Entleeren des Schmelzeverteiers zu ermöglichen, ist der Saugheber vorzugsweise am unteren Ende des Schmelzeverteilers angeordnet.In order to completely empty the at the end of the pouring process The suction lifter is preferred to enable melt verteiers arranged at the lower end of the melt distributor.
Eine weitere Ausführungsform, bei der vollständig auf den Einsatz
von Überdruck verzichtet wird, weist folgende Elemente auf:
einen Schmelzeverteiler, der in einer Gießdüse oberhalb eines
umlaufenden, gekühlten Transportbandes mündet, und eine Band
dickenmeßeinrichtung.A further embodiment, in which the use of excess pressure is completely dispensed with, has the following elements:
a melt distributor, which opens into a casting nozzle above a rotating, cooled conveyor belt, and a belt thickness measuring device.
Sie ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Schmelzeverteiler als Doppelkammer ausgebildet ist mit
einer Eingießkammer und einer Ausgießkammer, an die ein die
Gießdüse auslaufender Saugheber angeschlossen ist,
daß ein oberhalb des Schmelzeverteilers angeordneter Tundish
vorgesehen ist, dessen Tauchrohr in die Eingießkammer ragt und
daß die Banddickenmeßeinrichtung mit einer Gießspiegelregelung
verbunden ist, deren Sonde oberhalb des Schmelzspiegels in der
Eingießkammer angeordnet ist.It is characterized by
that the melt distributor is designed as a double chamber with a pouring chamber and a pouring chamber to which a suction lifter running out of the pouring nozzle is connected,
that a tundish arranged above the melt distributor is provided, the dip tube of which projects into the pouring chamber and
that the strip thickness measuring device is connected to a casting level control, the probe of which is arranged above the melting level in the pouring chamber.
Da der Schmelzespiegel zwischen dem Füllstand (B) beim Angießen und dem Füllstand (C) im Betriebszustand wechselt, ist die Sonde der Gießspiegelregelung vorzugsweise höhenverstellbar auszufüh ren.As the melt level between the level (B) when pouring and the level (C) changes in the operating state, the probe is the height of the mold level control is preferably adjustable ren.
Bei allen Ausführungsformen der Gießvorrichtung wird beim An gießen die Schmelze mit etwa 2- bis 4facher Durchflußrate ge genüber dem stationären Gießprozeß durch den Ausgußbereich getrieben, um die zunächst in diesem Bereich vorhandene Luft vollständig zu verdrängen. Dieser Vorgang wird durch die geo metrische Gestaltung des Ausgießbereichs unterstützt. Vorzugs weise werden die Querschnittsflächen FA der Ausgießkammer, FS des Saughebers und FG der Gießdüse in folgendem Verhältnis gewählt:In all embodiments of the pouring device, the melt is driven at about 2 to 4 times the flow rate compared to the stationary casting process through the pouring area in order to completely displace the air initially present in this area. This process is supported by the geometrical design of the pouring area. The cross-sectional areas F A of the pouring chamber, F S of the suction lifter and F G of the pouring nozzle are preferably selected in the following ratio:
FA : FS:FG = 8 : 4 : 1 bis 2 : 1,5 : 1.F A : F S : F G = 8: 4: 1 to 2: 1.5: 1.
Dabei kann es von Vorteil sein, die Querschnitte in Ausgießrich tung kontinuierlich zu verringern. Aus Gründen der einfacheren Fertigung kann dies aber auch in Stufen geschehen.It can be advantageous to use the cross-sections in the pouring spout continuously reduce. For the sake of simpler Manufacturing can also be done in stages.
Die beschriebene Erfindung läßt sich nicht nur in Verbindung mit einem gekühlten Transportband, sondern auch in Verbindung mit anderen bewegten Kühlflächen durchführen, also beispielsweise bei einer gekühlten Raupenkette oder bei einer Kühlrolle.The described invention can not only be used in conjunction with a cooled conveyor belt, but also in connection with perform other moving cooling surfaces, for example at a cooled caterpillar track or a cooling roller.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by the following examples explained in more detail. It shows
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung, Fig. 1 is a vertical section through a first embodiment of the casting apparatus according to the invention,
Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Schmelzeverteiler nach Fig. 1 gemäß der Linie II-II, Fig. 2 is a horizontal section through the melt distribution manifold of FIG. 1 along the line II-II,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung, Fig. 3 shows a second embodiment of the casting apparatus according to the invention,
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung und Fig. 4 shows a third embodiment of the casting device according to the invention and
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießvorrichtung. Fig. 5 shows a fourth embodiment of a casting device according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine Gießvorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von endabmessungsnahem Metallband 1, bestehend aus einem ge kühlten Transportband 2, das über Transportrollen 3, 4 (4 nicht dargestellt) umläuft, und einem Schmelzeverteiler 5 für Metall schmelze 6 in Form eines induktionsbeheizten Rinnenofens (mit Induktionspule 5′). Der Schmelzeverteiler 5 weist eine Eingieß kammer 9 (Querschnittsfläche FE), eine Druckkammer 10 (Quer schnittsfläche FD) und eine Ausgießkammer 11 auf. Die Druckkammer 10 ist durch einen Deckel 10′ gasdicht verschlossen. In dem Deckel 10′ ist ein Gasanschluß 12 vorgesehen, der mit einer regelbaren Gasquelle 13 verbunden ist. An die Ausgießkammer 11 ist ein Saugheber 14 angeschlossen, der in einer Gießdüse 15 oberhalb der Transportbandebene E mündet. Die Ausgießkammer 11 hat einen kreisförmigen Querschnitt (Querschnittsfläche FA), der Saugheber 14 (Querschnittsfläche FS) und die Gießdüse 15 (Quer schnittsfläche FG) haben einen rechteckigen Querschnitt. Fig. 1 shows a casting device for the continuous production of near-dimensional metal belt 1 , consisting of a ge cooled conveyor belt 2 , which rotates via transport rollers 3 , 4 (4 not shown), and a melt distributor 5 for metal melt 6 in the form of an induction-heated channel furnace (with Induction coil 5 '). The melt distributor 5 has a pouring chamber 9 (cross-sectional area F E ), a pressure chamber 10 (cross-sectional area F D ) and a pouring chamber 11 . The pressure chamber 10 is closed gas-tight by a cover 10 '. In the cover 10 ', a gas connection 12 is provided, which is connected to a controllable gas source 13 . A suction lifter 14 is connected to the pouring chamber 11 and opens into a pouring nozzle 15 above the conveyor belt plane E. The pouring chamber 11 has a circular cross section (cross-sectional area F A ), the siphon 14 (cross-sectional area F S ) and the pouring nozzle 15 (cross-sectional area F G ) have a rectangular cross section.
Zum Angießen wird die Vorrichtung über die Eingießkammer 9 aus einem (schematisch dargestellten) Tundish 7 mit Metallschmelze 6 gefüllt. Dabei darf der mit A gekennzeichnete Füllstand, welcher im vorliegenden Fall der Transportbandebene E entspricht, nicht überschritten werden.For casting, the device is filled with molten metal 6 from a tundish 7 (shown schematically) via the pouring chamber 9 . The level marked with A, which in this case corresponds to conveyor belt level E, must not be exceeded.
Nach Erreichen der richtigen Gießtemperatur wird die Druckkammer 10 über den Gasanschluß 12 zügig mit Inertgas beaufschlagt. After reaching the correct casting temperature, the pressure chamber 10 is quickly charged with inert gas via the gas connection 12 .
Dadurch steigt die Schmelze 6 sowohl in der Eingießkammer 9 als auch in der Ausgießkammer 11 an. Der mit B bezeichnete Füllstand muß möglichst zügig erreicht werden, um ein sicheres Füllen des Saughebers 14 und der Gießdüse 15 zu erreichen. Der metallosta tische Vordruck zum Angießen (Niveaudifferenz zwischen Füllstand B in der Eingießkammer 9 und - innerer - Oberkante des Saughebers 14) wird vorzugsweise zwischen 60 und 200 mm eingestellt.As a result, the melt 6 rises both in the pouring chamber 9 and in the pouring chamber 11 . The level indicated with B must be reached as quickly as possible in order to achieve a safe filling of the suction lifter 14 and the pouring nozzle 15 . The metallostatic pre-pressure for casting (level difference between level B in the pouring chamber 9 and - inner - upper edge of the siphon 14 ) is preferably set between 60 and 200 mm.
Zum schnellen Füllen des Ausgießbereichs (hier Ausgießkammer 11 und Saugheber 14) wird dieser bereits vor dem Gießstart mittels Gasdruckes bis kurz vor Überlaufen des Saughebers 14 gefüllt. Die endgültige Füllung erfolgt durch einen Druckstoß (die folgenden Einzelheiten sind nicht dargestellt). Aus regelungstechnischen Gründen wird dazu eine Gasvorlage mit ausreichendem Volumen auf einen vorbestimmten Druck mit Inertgas gefüllt. Zum Angießen wird nun eine Verbindung zwischen Druckkammer 10 und Gasvorlage über eine groß dimensionierte Leitung und ein schnell schaltendes Magnetventil hergestellt. Der Angießdruck wird vorzugsweise in 3 -10 s aufgebaut. Sofort nachdem am Auslauf der Gießdüse 15 ein Metallstrom erkannt wird und der Gießdüsenauslauf vollständig in einen "Flüssigkeitspool" taucht, wird der Druck in der Druckkam mer 10 wieder in ca. 3-10 s durch Öffnen eines Ablaßventils auf einen vorausberechneten Wert reduziert, so daß der Füllstand C in der Eingießkammer 9 einige Millimeter über den Flüssigmetallspie gel D eingestellt wird. Erst dann wird auf die Feinregelung umgeschaltet, die über die regelbare Gasquelle 13 durch die Banddickenmeßeinrichtung 16 die gewünschte Produktdicke d ein stellt. Aufgrund des nun wirksamen Saugheberprinzips verringert sich die Ausflußgeschwindigkeit, da der wirksame Druck nur durch die metallostastische Höhendifferenz zwischen dem Füllstand C in der Eingießkammer 9 und dem Flüssigmetallspiegel D bestimmt wird. Diese Differenz läßt sich beliebig klein einstellen, unabhängig von der konstruktiv bedingten Fallhöhe h in der Gießdüse 15.In order to quickly fill the pouring area (here pouring chamber 11 and suction lifter 14 ), it is filled by gas pressure before the start of casting until shortly before the suction lifter 14 overflows. The final filling is done by a pressure surge (the following details are not shown). For control-related reasons, a gas reservoir with a sufficient volume is filled to a predetermined pressure with inert gas. For casting, a connection between the pressure chamber 10 and the gas supply is now established via a large-sized line and a fast-switching solenoid valve. The casting pressure is preferably built up in 3 -10 s. Immediately after a metal flow is detected at the outlet of the pouring nozzle 15 and the pouring nozzle outlet is completely immersed in a "liquid pool", the pressure in the pressure chamber 10 is reduced again to a pre-calculated value in approx. 3-10 s by opening a drain valve, so that the level C in the pouring chamber 9 is set a few millimeters above the liquid metal mirror D. Only then is it switched to the fine control, which sets the desired product thickness d via the controllable gas source 13 through the strip thickness measuring device 16 . Due to the now effective suction lifter principle, the outflow rate is reduced, since the effective pressure is only determined by the metallostatic height difference between the fill level C in the pouring chamber 9 and the liquid metal level D. This difference can be set as small as desired, regardless of the drop h in the pouring nozzle 15, which is caused by the design.
Mit dieser Vorrichtung ist ein absatzweises Nachgießen vorge sehen, und zwar spätestens dann, wenn der Schmelzespiegel in der Druckkammer 10 die mit Ziffer 8 bezeichnete Unterkante erreicht hat. With this device, a batch-wise re-pouring is provided, at the latest when the melt level in the pressure chamber 10 has reached the lower edge designated by number 8 .
Ein kontinuierliches Nachgießen ist dagegen mit der Variante nach Fig. 3 möglich. Das Angießen erfolgt ebenfalls mittels Überdruck, der Füllstand C im Betriebszustand wird jedoch mittels einer an sich bekannten Gießspiegelregelung 17 geregelt. Dazu ist oberhalb des Schmelzeverteilers 5 ein Tundish 18 vorgesehen, dessen Tauchrohr 19 in die Eingießkammer 9 ragt. Der Tundish 18 ist in üblicher Weise mit einem Stopfen 20 verschließbar. Über eine Sonde 21 wird die Höhe des Füllstandes bestimmt und mit der Gießspiegelregelung 17 auf dem vorbestimmten Wert gehalten. Die Banddickenmeßeinrichtung 16 liefert Korrekturwerte an die Gieß spiegelregelung 17, welche ihrerseits auf den Stopfenantrieb 22 einwirkt. Da der Füllstand zum Angießen auf das Niveau B steigen muß, ist die Sonde 21 höhenverstellbar auszuführen, um das Übergießen zu verhindern.On the other hand, continuous refilling is possible with the variant according to FIG. 3. The casting is also carried out by means of excess pressure, but the fill level C in the operating state is regulated by means of a casting level control 17 known per se. For this purpose, a tundish 18 is provided above the melt distributor 5 , the dip tube 19 of which projects into the pouring chamber 9 . The tundish 18 can be closed in the usual way with a stopper 20 . The level of the fill level is determined by means of a probe 21 and kept at the predetermined value by means of the mold level control 17 . The strip thickness measuring device 16 supplies correction values to the casting mirror control 17 , which in turn acts on the plug drive 22 . Since the fill level has to rise to level B in order to be poured on, the probe 21 must be adjustable in height in order to prevent the pouring over.
Auch mit dieser Gießvorrichtung lassen sich beliebige effektive metallostatische Höhen, bezogen auf den Flüssigmetallspiegel D einstellen.This casting device can also be used for any effective metallostatic heights, based on the liquid metal level D to adjust.
Bei der Variante nach Fig. 4 ist der Schmelzeverteiler 5 durch einen Tundish 18 mit Tauchrohr 19 gasdicht verschlossen. Das Angießen erfolgt wiederum mittels Überdruck, indem eine regelbare Gasquelle 13 auf den so gebildeten Druckraum 23 einwirkt. Die Regelung des Füllstandes C im Betriebszustand erfolgt mittels Gießspiegelregelung 17 in der bei Fig. 3 beschriebenen Weise. Da die Ausgießkammer 11 am unteren Ende des Schmelzeverteilers 5 angeschlossen ist, läßt sich der Schmelzeverteiler 5 am Ende des Gießvorgangs mittels Überdruck leicht entleeren.In the variant according to FIG. 4, the melt distributor 5 is closed gas-tight by a tundish 18 with a dip tube 19 . The casting is again carried out by means of excess pressure, in that a controllable gas source 13 acts on the pressure chamber 23 thus formed. The level C in the operating state is controlled by means of the mold level control 17 in the manner described in FIG. 3. Since the pouring chamber 11 is connected to the lower end of the melt distributor 5 , the melt distributor 5 can be easily emptied by means of excess pressure at the end of the casting process.
Die Wirkungsweise der Gießvorrichtung nach Fig. 5 ist wie folgt:. Aus einem Schmelzofen (hier nicht dargestellt) wird ein Tundish 18 mit Schmelze 6 gefüllt. Der Stopfen 20 ist zunächst geschlos sen. Durch Öffnen des Stopfens 20 fließt die Schmelze 6 über ein Tauchrohr 19 in die Eingießkammer 9 eines als Doppelkammer ausgebildeten Schmelzeverteilers 5. Dabei wird diese Eingießkam mer 9 zügig bis zum Füllstand B gefüllt. Es muß dabei gewährlei stet sein, daß der Saugheber 14 im oberen Bereich vollkommen mit Schmelze 6 gefüllt ist und die Luft ausgetrieben wird. Durch anschließendes Drosseln der Schmelzezufuhr aus dem Tundish 18 sinkt der Füllstand in der Eingießkammer 9 auf den Füllstand C. Dieser Füllstand C ist wiederum so gewählt, daß eine vorbestimmte Schmelzeausflußmenge an der Gießdüse 15 eingestellt wird. Die weitere Regelung erfolgt in der zu Fig. 3 und 4 beschriebenen Weise.The operation of the casting device according to FIG. 5 is as follows: A tundish 18 is filled with melt 6 from a melting furnace (not shown here). The stopper 20 is initially closed. By opening the stopper 20 , the melt 6 flows via an immersion tube 19 into the pouring chamber 9 of a melt distributor 5 designed as a double chamber. In this case, this pouring chamber 9 is rapidly filled to fill level B. It must be guaranteed that the suction lifter 14 is completely filled with melt 6 in the upper region and the air is expelled. By subsequently throttling the melt supply from the tundish 18 , the fill level in the pouring chamber 9 drops to the fill level C. This fill level C is in turn chosen such that a predetermined melt flow rate is set at the pouring nozzle 15 . The further regulation takes place in the manner described for FIGS. 3 and 4.
Mit den beschriebenen Gießvorrichtungen lassen sich auch zink haltige Kupferlegierungen gießen. Im Saugheber 14 tritt zwar Unterdruck auf (ca. 0,7 bar), aber es kann sich ein Gleichgewicht einstellen, da kein Zn-Dampf durch die Vakuumpumpe abgesaugt wird. Thermodynamische Berechnungen zeigen, daß auch Legierungen bis 40% Zn-Gehalt mit 100-150 K Überhitzung vergossen werden können, ohne daß Zn-Dampfblasen im Saugheber 14 zu befüchten wären. Auch versehentlich höher eingestellte Überhitzungen stören das System nicht, da es selbstregulierend ist. In diesem Fall würde Zn im obersten Punkt des Saughebers 14 ausdampfen. Es bildet sich eine Zn-Blase, die aber sehr schnell wieder ver schwindet. Die Verdampfungswärme muß nämlich aus der Schmelze geliefert werden. Wegen der sehr hohen Verdampfungsenthalpie von Zn kühlt die Schmelze ab, und ein Teil des Zn kondensiert wieder an der Schmelzbadoberfläche und auch an den kühleren Wänden der Ausmauerung.Zinc-containing copper alloys can also be cast using the casting devices described. A vacuum occurs in the siphon 14 (approx. 0.7 bar), but an equilibrium can be established since no Zn vapor is sucked off by the vacuum pump. Thermodynamic calculations show that alloys up to 40% Zn content with 100-150 K superheating can be cast without Zn vapor bubbles in the siphon 14 having to be feared. Even accidentally higher overheating does not disturb the system because it is self-regulating. In this case, Zn would evaporate in the uppermost point of the siphon 14 . A Zn bubble forms, which disappears very quickly. The heat of vaporization must be supplied from the melt. Because of the very high enthalpy of vaporization of Zn, the melt cools down, and part of the Zn condenses again on the surface of the weld pool and also on the cooler walls of the lining.
Die beschriebene Gießvorrichtung nach Fig. 1/2 eignet sich beispielsweise zur kontinuierlichen Herstellung eines Messing bandes 1 (CuZn30) der Abmessung 8 mm×400 mm.The casting apparatus described in FIG. 1/2 is suitable for example for the continuous production of brass strip 1 (CuZn30) the dimension of 8 mm × 400 mm.
Dazu wird die auf etwa 1050°C erhitzte Messingschmelze 6 mit dem Verteilersystem nach Fig. 1 dem Transportband 2 zugeführt. Die Querschnittsflächen FA, FS und FG verengen sich stufenweise in Ausgießrichtung. Sie stehen in folgendem Verhältnis: FA : FS : FG = 4 : 2 : 1.For this purpose, the brass melt 6 heated to approximately 1050 ° C. is fed to the conveyor belt 2 with the distribution system according to FIG. 1. The cross-sectional areas F A , F S and F G narrow gradually in the pouring direction. They have the following ratio: F A : F S : FG = 4: 2: 1.
Das Band 2 ist endlos und wird über Rollen 3, 4, deren Durch messer 1,0 m beträgt, geführt. Verwendet wird ein Stahlband 2 mit einer Dicke von 1 mm, mit einer Länge zwischen den Scheitel punkten der Rollen 3, 4 von 3600 mm und mit einer Breite von 850 mm. Die Breite des Gußbandes 1 wird durch seitliche, stationäre Begrenzungen (nicht dargestellt) vorgegeben. Die lichte Breite der Gießdüse 15 entspricht dem Abstand der seitlichen Begren zungen. Der Querschnitt der Gießdüse 15 beträgt 10 mm ×408 mm.The tape 2 is endless and is guided over rollers 3 , 4 , the diameter of which is 1.0 m. A steel strip 2 is used with a thickness of 1 mm, with a length between the vertices of the rollers 3 , 4 of 3600 mm and with a width of 850 mm. The width of the cast strip 1 is predetermined by lateral, stationary limits (not shown). The inside width of the pouring nozzle 15 corresponds to the distance between the side tongues. The cross section of the pouring nozzle 15 is 10 mm × 408 mm.
Die Schmelze 6 wird indirekt über die Unterseite des Transport bandes 2 mit Wasser gekühlt.The melt 6 is cooled indirectly via the underside of the transport belt 2 with water.
Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt 20 m/min. Die Geschwindigkeit der Schmelze 6 gleicht in etwa der des Transportbandes 2.The take-off speed is 20 m / min. The speed of the melt 6 is approximately the same as that of the conveyor belt 2 .
Als Produkt lassen sich Messingbänder 1 mit einwandfreier Ober flächenqualität und mit seigerungsarmem und feinkörnigem Gefüge erzielen.As a product, brass tapes 1 with a perfect surface quality and with a low-segregation and fine-grained structure can be achieved.
Claims (15)
bei dem Metallschmelze (6) aus einem Schmelzeverteiler (5) über eine Gießdüse (15) auf ein umlaufendes, gekühltes Transportband (2) gegeben und zur Erstarrung gebracht wird und bei dem im Betriebszustand der Schmelzespiegel im Schmelzeverteiler (5) als Funktion der gewünschten Banddicke d des Metallbandes (1) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß im Schmelzeverteiler (5) anfänglich ein Füllstand (A) eingestellt wird, der maximal der Transportbandebene (E) entspricht,
daß zum Angießen ein solcher Füllstand (B) eingestellt wird, daß die Schmelze (6) die Luft aus dem der Gießdüse (15) vorgeschalteten Bereich (11, 14) und aus der Gießdüse (15) vollständig verdrängt und
daß im Betriebszustand der Füllstand (C) einige Millimeter oberhalb des Flüssigmetallspiegels (D) auf dem Transportband (E) geregelt wird, so daß die Schmelze (6) nach dem Saughe berprinzip aus der Gießdüse (15) ausfließt.1. A process for the continuous production of a metal strip ( 1 ) close to the final dimension,
in the molten metal ( 6 ) from a melt distributor ( 5 ) via a casting nozzle ( 15 ) onto a rotating, cooled conveyor belt ( 2 ) and solidified and in which the melt level in the melt distributor ( 5 ) as a function of the desired belt thickness in the operating state d of the metal strip ( 1 ) is regulated, characterized in that
that a fill level (A) is initially set in the melt distributor ( 5 ) which corresponds at most to the conveyor belt level (E),
that such a level (B) is adjusted to the casting, the melt (6) from which the casting nozzle (15) upstream region (11, 14) and out of the pouring nozzle (15) completely displaces the air, and
that in the operating state the level (C) is regulated a few millimeters above the liquid metal level (D) on the conveyor belt (E), so that the melt ( 6 ) flows out according to the suction principle from the pouring nozzle ( 15 ).
daß der Schmelzeverteiler (5) als Dreifach-Kammer ausgebil det ist mit einer Eingießkammer (9), einer gasdichten Druckkammer (10) und einer Ausgießkammer (11), an die ein in die Gießdüse (15) auslaufender Saugheber (14) angeschlossen ist,
und daß die regelbare Gasquelle (13) mit der Druckkammer (10) verbunden ist.8. Casting device for performing the method according to claims 1 to 5, comprising the following elements: a melt distributor ( 5 ) which opens into a casting nozzle ( 15 ) above a rotating, cooled conveyor belt ( 2 ) and a belt thickness measuring device ( 16 ), the is connected to a controllable gas source ( 13 ), characterized in that
that the melt distributor ( 5 ) is configured as a triple chamber with a pouring chamber ( 9 ), a gas-tight pressure chamber ( 10 ) and a pouring chamber ( 11 ), to which a suction lifter ( 14 ) which runs into the pouring nozzle ( 15 ) is connected,
and that the controllable gas source ( 13 ) is connected to the pressure chamber ( 10 ).
FE/FD = 1:5 bis 1:16.9. Casting device according to claim 8, characterized in that the ratio of the cross-sectional area F E of the pouring chamber ( 9 ) / cross-sectional area F D of the pressure chamber ( 10 ) is:
F E / F D = 1: 5 to 1:16.
daß der Schmelzeverteiler (5) als Dreifach-Kammer ausgebil det ist mit einer Eingießkammer (9), einer gasdichten Druckkammer (10) und einer Ausgießkammer (11), an die ein in die Gießdüse (15) auslaufender Saugheber (14) angeschlossen ist,
daß die regelbare Gasquelle (13) mit der Druckkammer (10) verbunden ist,
daß ein oberhalb des Schmelzeverteilers (5) angeordneter Tundish (18) vorgesehen ist, dessen Tauchrohr (19) in die Eingießkammer (9) ragt und
daß die Banddickenmeßeinrichtung (16) mit einer Gießspie gelregelung (17) verbunden ist, deren Sonde (21) oberhalb des Schmelzespiegels in der Eingießkammer (9) angeordnet ist. 10. Casting device for carrying out the method according to claims 1 to 4 and 7, comprising the following elements: a melt distributor ( 5 ) which opens into a casting nozzle ( 15 ) above a rotating, cooled conveyor belt ( 2 ), a belt thickness measuring device ( 16 ) and an adjustable gas source ( 13 ), characterized in that
that the melt distributor ( 5 ) is configured as a triple chamber with a pouring chamber ( 9 ), a gas-tight pressure chamber ( 10 ) and a pouring chamber ( 11 ), to which a suction lifter ( 14 ) which runs into the pouring nozzle ( 15 ) is connected,
that the controllable gas source ( 13 ) is connected to the pressure chamber ( 10 ),
that a tundish ( 18 ) is provided above the melt distributor ( 5 ), the dip tube ( 19 ) of which projects into the pouring chamber ( 9 ) and
that the strip thickness measuring device ( 16 ) with a Gießspie gel control ( 17 ) is connected, the probe ( 21 ) above the melt level in the pouring chamber ( 9 ) is arranged.
daß an den Schmelzeverteiler (5) über eine Ausgießkammer (11) ein in die Gießdüse (15) auslaufender Saugheber (14) angeschlossen ist,
daß der Schmelzeverteiler (5) durch einen oberhalb angeord neten Tundish (18) gasdicht verschlossen ist, dessen Tauch rohr (19) in den Schmelzeverteiler (5) ragt,
daß die regelbare Gasquelle (13) an den gebildeten Druckraum (23) angeschlossen ist und
daß die Banddickenmeßeinrichtung (16) mit einer Gießspie gelregelung (17) verbunden ist, deren Sonde (21) oberhalb des Schmelzespiegels angeordnet ist.11. Casting device for carrying out the method according to claims 1 to 4 and 7, comprising the following elements: a melt distributor ( 5 ), which opens into a casting nozzle ( 15 ) above a rotating, cooled conveyor belt ( 2 ), a belt thickness measuring device ( 16 ) and an adjustable gas source ( 13 ), characterized in that
that a suction lifter ( 14 ) running into the casting nozzle ( 15 ) is connected to the melt distributor ( 5 ) via a pouring chamber ( 11 ),
that the melt distributor ( 5 ) is sealed gas-tight by a tundish ( 18 ) arranged above, the dip tube ( 19 ) protruding into the melt distributor ( 5 ),
that the controllable gas source ( 13 ) is connected to the pressure chamber ( 23 ) formed and
that the strip thickness measuring device ( 16 ) with a Gießspie gel control ( 17 ) is connected, the probe ( 21 ) is arranged above the melt level.
daß der Schmelzeverteiler (5) als Doppelkammer ausgebildet ist mit einer Eingießkammer (9) und einer Ausgießkammer (11), an die ein in die Gießdüse (15) auslaufender Saugheber (14) angeschlossen ist,
daß ein oberhalb des Schmelzeverteilers (5) angeordneter Tundish (18) vorgesehen ist, dessen Tauchrohr (19) in die Eingießkammer (9) ragt und
daß die Banddickenmeßeinrichtung (16) mit einer Gießspie gelregelung (17) verbunden ist, deren Sonde (21) oberhalb des Schmelzspiegels in der Eingießkammer (9) angeordnet ist.13. Casting device for performing the method according to claims 1 to 3, 6 and 7, comprising the following elements: a melt distributor ( 5 ), which opens into a casting nozzle ( 15 ) above a rotating, cooled conveyor belt ( 2 ), and a belt thickness measuring device ( 16 ), characterized in
that the melt distributor ( 5 ) is designed as a double chamber with a pouring chamber ( 9 ) and a pouring chamber ( 11 ), to which a suction lifter ( 14 ) running into the pouring nozzle ( 15 ) is connected,
that a tundish ( 18 ) is provided above the melt distributor ( 5 ), the dip tube ( 19 ) of which projects into the pouring chamber ( 9 ) and
that the strip thickness measuring device ( 16 ) with a Gießspie gel control ( 17 ) is connected, the probe ( 21 ) above the melt level in the pouring chamber ( 9 ) is arranged.
FA : FS : FG = 8 : 4 : 1 bis 2 : 1,5 : 1.15. Pouring device according to one or more of claims 8 to 14, characterized in that the cross-sectional areas F A of the pouring chamber ( 11 ), F S of the suction lifter ( 14 ) and F G of the pouring nozzle ( 15 ) are in the following relationship:
F A : F S : F G = 8: 4: 1 to 2: 1.5: 1.
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