DE4140331A1

DE4140331A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen giessen eines duennen metallbandes, insbesondere aus stahl

Info

Publication number: DE4140331A1
Application number: DE19914140331
Authority: DE
Inventors: Hugues Legrand; Paul-Victor Riboud; Eric Perrin; Jacques Barbe; Jean-Michel Damasse; Jean-Marie Galpin
Original assignee: Thyssen Edelstahlwerke AG; Thyssen Stahl AG; USINOR Sacilor SA
Current assignee: Thyssen Stahl AG; USINOR SA
Priority date: 1990-12-11
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1992-06-17
Also published as: FR2670143A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen zwischen beweglichen Wänden, und zwar zum kontinuierlichen Gießen dünner Metallbänder, insbesondere aus Stahl zwischen Walzen.

Derartige Anlagen weisen üblicherweise zwei parallele, stark gekühlte Walzen auf, die dergestalt einander gegenüberliegen, daß sie zwischen sich einen Gießraum für das flüssige Metall begrenzen, wodurch die Dicke des gegossenen Gegenstandes bestimmt wird.

Der Gießraum wird an den Zylinderenden durch seitliche, im folgenden als "kleine Flächen" bezeichnete Verschlußwände begrenzt, (d. h. durch seitliche Abdichtungen).

Es ist bekannt, daß das gegossene Metall bei Berührung mit den im allgemeinen feststehenden Seitenwänden dazu neigt, zu erstarren, wobei erstarrte metallische Keile entstehen, d. h. Bereiche in Keilform.

Derartige erstarrte Keile können jedoch nicht den Spalt zwischen den Walzen durchsetzen, außer sie würden dabei flachgewalzt, wobei jedoch das Risiko eines Blockierens der Walzen auftritt oder auch eine Zerstörung der Ränder des gegossenen Bandes.

Es sind bereits verschiedene Möglichkeiten genannt worden, um diese unerwünschte Erstarrung von Metall an den kleinen Flächen zu verhindern, z. B. den Einsatz magnetischer Induktoren in ihrer Nähe, die dazu dienen, das flüssige Metall weiter zu erhitzen.

All diese Lösungen sind relativ aufwendig und nicht vollständig zufriedenstellend.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, seitliche Verschlußwände in zwei Abschnitte zu unterteilen, und zwar einen oberen feststehenden Abschnitt, der isoliert und erwärmt wird, und einen unteren Abschnitt auf Höhe der die Achsen der Walzen durchsetzenden Ebene, wobei dieser aus einem Band oder einer aus Blöcken bestehenden Kette besteht, die mit gleicher Geschwindigkeit wie das gegossene Band angetrieben werden und den Rand abstützen und ihn begleiten.

Auch diese Lösung ist noch nicht befriedigend, da auch hier ein Übermaß an Erstarrung entlang der Walzenränder entstehen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen dünner Metallbänder zu schaffen, mit der die oben aufgezählten Nachteile vermieden sind.

Ausgehend von einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen eines dünnen Metallbandes, insbesondere aus Stahl, mit zwei parallelen, gekühlten Walzen, die derart einander gegenüberliegend angeordnet sind, daß sie zwischen sich einen Gießraum für das flüssige Metall begrenzen, wobei die Walzen sich während des Gießvorgangs gegenläufig drehen und mit zwei seitlichen Verschlußwänden für den Gießraum, die an den Walzenenden angeordnet sind, wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß jede Walze an jedem ihrer Enden eine konzentrische Scheibe gleichen Durchmessers aufweist, die mit einer Geschwindigkeit in Drehungen versetzbar ist, die größer ist als diejenige der Walzen.

Gemäß anderer erfindungsgemäßer Merkmale ist:

- jede Scheibe zylindrisch oder kegelstumpfförmig;
- der mit dem flüssigen Metall in Berührung stehende Teil der Umfangsfläche der Scheibe geriffelt oder in vorgegebener Weise aufgerauht;
- der Überschuß der Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe kleiner als 10% der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen;
- jede Scheibe durch einen Motor in Drehung versetzbar dessen Kraft mittels Reibung übertragen wird;
- jede Scheibe über ein Getriebe in Drehung versetzbar, das von einem Motor antreibbar ist;
- die Berührungsfläche zwischen einer jeden Scheibe und der zugehörigen Walze mit einem Schmierstoff versehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Walzenendes einer erfindungsgemäßen Anlage zum kontinuierlichen Gießen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Walzenende der Anlage zum kontinuierlichen Gießen;

Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen der Erstarrungsprofile des Metallbandes;

Fig. 5 eine Draufsicht eines Walzenendes gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine Draufsicht eines Walzenendes eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels und

Fig. 7 und 8 eine Seitenansicht und eine Vorderansicht von seitlichen Verschlußwänden an der Anlage zum kontinuierlichen Gießen.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung dient zum kontinuierlichen Gießen dünner metallischer Bänder, insbesondere aus Stahl, zwischen den beiden sich gegenüberliegenden, parallelen Walzen 1 und 2, zwischen denen ein Gießraum 3 für das flüssige Metall 4 vorgesehen ist.

Die Walzen 1 und 2 werden während des Gießvorgangs gegenläufig in Drehung versetzt mit einer Geschwindigkeit V₀ entsprechend den Pfeilen in Fig. 1, und zwar mittels eines Motors 5 und nicht dargestellter Übertragungsanordnungen.

Das geschmolzene Metall 4 wird in den Gießraum 3 zwischen den Walzen 1 und 2 oberhalb der durch die Zylinderachsen verlaufenden Ebene eingefüllt, d. h. oberhalb des Gießspaltes 6 zwischen den Walzen.

Die Walzen 1 und 2 werden gekühlt und das geschmolzene Metall erstarrt bei ihrer Berührung derart, daß der, zumindest auf seiner Oberfläche erstarrte Gegenstand 4a nach unten durch die Walzendrehung abgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß weisen die Walzen 1 und 2 jeweils an ihrem Ende eine konzentrische Scheibe 10, 11 gleichen Durchmessers auf, die ebenfalls gegenläufig zueinander mit einer Geschwindigkeit V₁ angetrieben werden, gemäß den in Fig. 1 eingezeichneten Pfeilen.

Zur seitlichen Abstützung des Metalls weist die Vorrichtung eine seitliche Verschlußwand 12, auch kleine Fläche genannt, auf, die auf jeder Seite des Gießraums 3 vorgesehen ist. Die seitliche Verschlußwand 12 besteht vorzugsweise aus einem isolierenden Material.

Die Scheiben 10 und 11 sind frei drehbar auf den Wellen 1a und 2a, entsprechend den Walzen 1 und 2 angeordnet und werden derart in Drehungen versetzt, daß ihre Geschwindigkeit V₁ größer ist als die Geschwindigkeit V₀ der Walze. Die Umdrehungs geschwindigkeit der Scheiben 10 und 11 ist dabei nicht mehr als 10% größer als diejenige der Walzen 1 und 2.

Die Scheiben 10 und 11 werden z. B. über eine Reibungskraft in Drehungen versetzt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, z. B. mittels Motoren 13 für jede Walze oder mittels eines einzigen Motors und einer Kraftübertragung, die nicht dargestellt ist.

Der Antrieb der Scheiben 10 und 11 kann auch über Getriebe erfolgen.

Gemäß einem ersten, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles, sind die Scheiben 10 und 11 zylindrisch.

Bekanntlich neigt das flüssige Metall 4 dazu, bei Berührung mit den seitlichen Verschlußwänden 12 zu erstarren.

Erfindungsgemäß wird nun erreicht, daß aufgrund der beiden Scheiben 10 und 11 zwei getrennte Erstarrungsphasen geschaffen werden im Gießraum zwischen den großen Flächen, die durch die Walzen 1 und 2 gebildet werden, und den Rändern, die durch die seitlichen Verschlußwände 12 gebildet werden, indem den Rändern des gegossenen Metalls ein Wärmeüberschuß zugeführt wird.

Wie Fig. 3 und 4 zeigen, befindet sich die Erstarrungszone A des flüssigen Metalls 4 zwischen den Walzen 1 und 2 im wesentlichen auf Höhe des Gießspaltes 6, während die Erstarrungszone B des flüssigen Metalls zwischen den Scheiben 10 und 11 unterhalb der Erstarrungszone A angeordnet ist und demzufolge unter dem Gießspalt 6, und zwar aufgrund der tangentiellen Geschwindigkeit V₁ der Scheiben 10 und 11, welche größer ist als die tangentielle Geschwindigkeit V₀ der Walzen 1 und 2.

Die Berührungsdauer der Bandränder mit den Scheiben 10 und 11 ist also kleiner als diejenige der mittleren Bereiche des Bandes, welche die Walzen 1 und 2 berühren, so daß deren Erstarrung verzögert wird. Dies ermöglicht einen Weitertransport desjenigen Bereiches an der kleinen Fläche, der noch nicht vollständig erstarrt ist, so daß die Ausbildung eines erstarrten Metallteils verhindert wird.

Zwei weitere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt, wobei die Scheiben 10 und 11 kegelstumpfförmig geformt sein können, mit einer vorgegebenen Neigung entweder zum Zentrum der Walzen 1 und 2 hin (Fig. 5), oder zum Äußeren der Walzen hin (Fig. 6).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich auf beliebige Ausgestaltungen der kleinen Flächen zum seitlichen Abschluß des Gießraums 3 anwenden.

Dabei spielt es keine Rolle, ob die kleinen Flächen aus einstückigen Verschlußplatten 12 bestehen, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, oder aus zweigeteilten Verschlußplatten 20, nämlich einem oberen feststehenden Abschnitt 20a, der isolierend ist und erwärmt wird und einem unteren Abschnitt 20b auf Höhe des Gießspaltes 6 der Walzen 1 und 2, der ein aus einem Band oder eine aus Stücken bestehende Kette bildet, angetrieben durch einen Motor 21 mit einer linearen Geschwindigkeit V₂, die gleich der tangentialen Geschwindigkeit V₁ der Scheiben 10 und 11 ist (Fig. 7 und 8).

Die Umfangsfläche der Scheiben 10 und 11 kann geriffelt sein oder eine andere vorgegebene Rauhigkeit aufweisen, um den Antrieb des erstarrten Metalls zu erleichtern, während die Berührungsflächen zwischen den Scheiben 10 und 11 und den Walzen 1 und 2 mit einer Schmierstoffschicht versehen sein können.

Die erfindungsgemäße Anlage zum kontinuierlichen Gießen verhindert die Ausbildung von erstarrten Metallkeilen und ermöglicht eine Einwirkung auf den Rand des Metallbandes, um so bei der geringfügig erhöhten Geschwindigkeit der Scheiben eine Längung der Bandränder bezüglich der Bandmitte zu erzielen, und dadurch eine vorteilhafte Zentrierung auf die Längslinie, oder auch, bei noch höherer Geschwindigkeit, einen vorgegebenen Bruch auf Höhe der Bandränder.

Claims

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen eines dünnen Metallbandes, insbesondere aus Stahl, mit zwei parallelen, gekühlten Walzen (1, 2), die derart einander gegenüberliegend angeordnet sind, daß sie zwischen sich einen Gießraum für das flüssige Metall (4) begrenzen, wobei die Walzen sich während des Gießvorgangs gegenläufig drehen, und mit zwei seitlichen Verschlußwänden (12, 20) für den Gießraum (3), die an den Walzenenden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Walze (1, 2) an jedem ihrer Enden eine konzentrische Scheibe (10, 11) gleichen Durchmessers aufweist, die mit einer Geschwindigkeit in Drehungen versetzbar ist, die größer ist als diejenige der Walzen (1, 2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (10, 11) zylindrisch sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (10, 11) kegelstumpfförmig sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem flüssigen Metall in Berührung stehende Fläche der Scheiben (10, 11) geriffelt oder aufgerauht ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überschuß der Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe (10, 11) kleiner als 10% der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen (1, 2) beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (10, 11) von einem Motor (13) mittels Reibungskraft in Drehungen versetzt werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (10, 11) durch ein von wenigstens einem Motor angetriebenes Getriebe in Umdrehungen versetzt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen zwischen den Scheiben (10, 11) und den Walzen (1, 2) geschmiert sind.