DE4234259C1 - Bandgießmaschine, bestehend aus mindestens einem Gießrad mit vorgeordneter Gießdüse oder Zwischenbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bandgießmaschine, bestehend aus mindestens einem Gießrad mit einer vorgeordneten Gießdüse oder einem vorgeordneten Zwischenbehälter und einer Schmelzenzuführung, die einen druckbeaufschlagten Schmelzenbehälter mit einem zum Zwischenbehälter bzw. zur Gießdüse führenden Steigrohr aufweist.

Für das Gießen dünner Bänder ist eine Bandgießmaschine bekannt, bei der die Schmelze von oben aus einer Pfanne über ein Rohr in einen Zwischenbehälter eingeleitet wird, aus dem die Schmelze in der gewünschten Bandbreite auf ein gekühltes Gießrad fließt (EP 0 463 225 A2). Voraussetzung für qualitativ einwandfreie Bänder, insbesondere dünner Bänder, ist, daß die Fließgeschwindigkeit der Schmelze im Zwischenbehälter über die gesamte Bandbreite möglichst gleichmäßig ist. Da die von oben durch das Rohr in den Zwischenbehälter einfließende Schmelze hat bedingt durch die metallostatische Höhe des Schmelzengefäßes eine relativ hohe Fließgeschwindigkeit. Das extreme Verhältnis zwischen dem Rohr- und Zwischenbehälterquerschnitt führt infolge dieser hohen Fließgeschwindigkeit zu starken Turbulenzen und somit zu ungünstigen Strömungsverhältnissen im Zwischenbehälter. Bei der bekannten Gießmaschine ist deshalb der Strömungsquerschnitt im mittleren Bereich des Zwischenbehälters durch eine in die Schmelze eintauchende, nur einen Durchtrittsspalt gegenüber dem Boden und den Seitenwänden des Zwischenbehälters freilassende Platte vermindert. Praktische Erfahrungen mit dieser verhältnismäßig jungen Lösung sind nicht bekannt. Es ist aber anzunehmen, daß diese bekannte Lösung nicht zu optimalen Ergebnissen führt, weil nach wie vor der metallostatische Druck der von oben in den Zwischenbehälter eingeleiteten Schmelze eine relativ hohe Fließgeschwindigkeit verursacht und dadurch im Zwischenbehälter Turbulenzen hervorruft. Außerdem ist es schwierig, den Spiegel der Schmelze im Zwischenbehälter, der auch u. a. für die Bandqualität wichtig ist, konstant zu halten.

Beim Gießen von Folie mittels einer Düse ist das Zuführen der Schmelze aus einem beheizten druckbeaufschlagten Schmelzenbehälter bekannt. Bei dieser Lösung kommt es nicht zu den beschriebenen Turbulenzen, weil die in den Zwischenbehälter eingeleitete bzw. der Gießdüse zugeführte Schmelze nicht dem metallostatischen Druck der in einem Schmelzenbehälter oberhalb des Zwischenbehälters bzw. der Gießdüse befindlichen Schmelzen ausgesetzt ist. Bei dieser Bandgießmaschine wird nämlich durch Druckbeaufschlagung des Schmelzenbehälters die Schmelze kontrolliert über ein Steigrohr vorzugsweise von unten in den Zwischenbehälter bzw. zu der Gießdüse gefördert. Turbulenzen beim Eintritt der Schmelze in den Zwischenbehälter und wechselnde Niveaus der Schmelze im Zwischenbehälter lassen sich auf diese Art und Weise stark vermindern, so daß die Hauptursachen für eine über die Bandbreite wechselnde Fließgeschwindigkeit der Schmelze nicht bestehen. Von Nachteil bei dieser Schmelzenzuführung ist aber, daß das Nachfüllen der Schmelze in den Schmelzenbehälter nur diskontinuierlich möglich ist. Um den Schmelzenbehälter mit Druck beaufschlagen zu können, ist es erforderlich, seine Nachfülleinrichtung abzusperren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandgießmaschine zu schaffen, mit der zum Zwecke einer über die Bandbreite möglichst gleichmäßigen Fließgeschwindigkeit der Schmelze im Zwischenbehälter bzw. in der Gießdüse die Schmelze kontrolliert und kontinuierlich dem Zwischenbehälter bzw. der Gießdüse zugeführt werden kann. Dabei soll vor allem ein notwendiges Nachfüllen von Schmelze in das Gießgefäß die Verhältnisse für die Förderung der Schmelze zum Zwischenbehälter bzw. zur Gießdüse nicht beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird bei einer Bandgießmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schmelzenbehälter mindestens zwei nach Art einer kommunizierenden Röhre miteinander verbundene, mit Drücken beaufschlagbare Kammern aufweist, von deren erster Kammer das zum Zwischenbehälter bzw. zur Gießdüse führende Steigrohr ausgeht und deren zum Nachfüllen von Schmelze eingerichtete zweite Kammer nach Art einer kommunizierenden Röhre mit einem Steiggefäß verbunden ist, das bis über das Niveau des Zwischenbehälters bzw. der Gießdüse reicht, wobei die Drücke in den beiden Kammern derart einstellbar sind, daß kontinuierlich Schmelze aus der ersten Kammer über das zugehörige Steigrohr dem Zwischenbehälter bzw. der Gießdüse zugeführt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Bandgießmaschine läßt sich über die Druckbeaufschlagung der Schmelze in den beiden Kammern die Förderrate der Schmelze zum Zwischenbehälter bzw. zur Gießdüse steuern, so daß die Verhältnisse im Zwischenbehälter bzw. an der Gießdüse während des gesamten Gießprozesses gleich bleiben. Da der Schmelzenbehälter in zwei Kammern aufgeteilt ist und das Nachfüllen der Schmelze in die zweite Kammer erfolgt, die dem Zwischenbehälter bzw. der Gießdüse nicht unmittelbar vorgeordnet ist, kann der metallostatische Druck der von einem Vorratsbehälter in den Schmelzenbehälter einströmenden Schmelze nicht die Fließgeschwindigkeit im Zwischenbehälter oder an der Gießdüse beeinflussen. Darüber hinaus kann der metallostatische Druck während des Nachfüllens der Schmelze in den Schmelzenbehälter bei der Einstellung der für die Förderung maßgebenden Drücke berücksichtigt werden. Da das Steiggefäß mindestens bis zum Niveau des Zwischenbehälters bzw. der Gießdüse reicht, kann es zum Nachfüllen von Schmelze während des gesamten Gießprozesses offengehalten werden, so daß jederzeit Schmelze nachgefüllt werden kann. Die Druckbeaufschlagung der beiden Kammern hat den weiteren Vorteil, daß beim Anfahren des Gießprozesses die Schmelze in den Zwischenbehälter oder die Gießdüse mehrmals hochgepumpt und abgelassen werden kann, wodurch das Steigrohr aufgeheizt und ein vorzeitiges Erstarren der Schmelze im zum Zwischenbehälter führenden Steigrohr vermieden werden kann.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung bildet ein in die zweite Kammer einmündendes Füllrohr für die Schmelze mindestens zum Teil das Steiggefäß. Im einfachsten Fall wird das Steiggefäß ausschließlich vom Füllrohr gebildet. In diesem Fall wird ein verhältnismäßig langes, praktisch bis zum Boden der zweiten Kammer reichendes Füllrohr gebraucht. Mit einem kürzeren Füllrohr kommt man aus, wenn die zweite Kammer in eine Vorlaufkammer und eine Nachfüllkammer für die Schmelze unterteilt ist, wobei die Vorlaufkammer als der mit Druck beaufschlagbare Teil ausgebildet ist und sowohl mit der ersten Kammer als auch mit der das Steiggefäß bildenden Nachfüllkammer nach Art einer kommunizierenden Röhre verbunden ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer drei Ausführungsbeispiele im Vertikalschnitt und in schematischer Darstellung zeigenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Bandgießmaschine mit Zwischenbehälter und zwei Gießrädern,

Fig. 2 eine Bandgießmaschine mit Zwischenbehälter und zwei Gießrädern in einer zur Fig. 1 anderen Ausführung und

Fig. 3 einen Teil einer Bandgießmaschine mit Gießdüse und einem Gießrad.

Die in Fig. 1 dargestellte Bandgießmaschine besteht im wesentlichen aus einem vorzugsweise beheizten Schmelzenbehälter 1, einem Zwischenbehälter 2 und gekühlten, verschieden großen Gießrädern 3, 4, von denen auf das größere Gießrad 4 Dünnband gegossen wird. Der Schmelzenbehälter 1 ist mit Schmelze aus einem über ihm angeordneten Schmelzenbehälter 6 über ein mit einem Stopfen 7 und einem Schieberverschluß 8 absperrbaren Auslaßrohr 9 und einem Füllrohr 10 füllbar.

Der Schmelzenbehälter 1 ist in eine erste Kammer 11 und eine zweite Kammer unterteilt, wobei die zweite Kammer noch einmal in eine Vorlaufkammer 12a und eine Nachfüllkammer 12b unterteilt ist. Zwischen den einzelnen Kammern 11, 12a, 12b sind Trennwände 13, 14 vorgesehen, die am Boden des Behälters 1 Durchlässe 13a, 14a aufweisen, so daß die benachbarten Kammern 11/12a und 12a/12b nach Art von kommunizierenden Röhren miteinander verbunden sind.

Von der Kammer 11 geht ein Steigrohr 15 aus, das von unten in den Zwischenbehälter 2 an dessen tiefster und von den Gießrädern 3, 4 möglichst weit entfernten Stelle einmündet.

Die Höhe der Nachfüllkammer 12b erreicht mindestens das Niveau des Zwischenbehälters 2. Das Nachfüllrohr 10 ist oben offen und als Trichter ausgebildet, so daß jederzeit über das Nachfüllrohr Schmelze in die Nachfüllkammer 12b eingeleitet werden kann.

Sowohl die erste Kammer 11 als auch die Vorlaufkammer 12a sind im übrigen verschlossen. Sie sind an Druckleitungen 15a, 15b einer Steuereinrichtung 15 angeschlossen, um sie mit Druck beaufschlagen zu können.

Eine Besonderheit des Zwischenbehälters 2 besteht darin, daß sein Boden im mittleren Bereich eine Aufwölbung hat, die den Zweck hat, die Beeinträchtigung der Fließgeschwindigkeit der Schmelze aufgrund von Reibung an den Seitenwänden zu kompensieren.

Die Funktionsweise der beschriebenen Gießmaschine ist folgende: Bei drucklosen Kammern 11, 12a, 12b wird das Schmelzengefäß 1 aus dem Vorratsbehälter 6 mit Schmelze gefüllt. Zur Regelung dieses Vorganges werden z. B. Wägezellen unter dem Schmelzengefäß 1 eingesetzt. Sobald genügend Schmelze im Schmelzengefäß 1 ist, können die Kammern 11, 12a über die Druckleitungen 16a, 16b mit Druck beaufschlagt werden. Durch Beaufschlagung der Vorlaufkammer 12a mit einem höheren Druck wird erreicht, daß der Pegel der Schmelze in der Vorlaufkammer 12a nicht und in der Kammer 11 sowie der Nachfüllkammer 12b ansteigt. Dabei kann die Schmelze bis in den Zwischenbehälter 2 hochgepumpt werden. Wird der Druck in der Kammer 11 anschließend vermindert, dann fließt die Schmelze aus dem Zwischenbehälter zurück in die Kammer 11. Durch wiederholtes Hochpumpen und Ablassen der Schmelze wird das Steigrohr 15 aufgeheizt und verhindert, daß im Steigrohr 15 Schmelze, der durch diese Aufheizung Wärme entzogen ist, verbleibt.

Nach dieser den Schmelzprozeß vorbereitenden Prozedur erfolgt eine solche Druckbeaufschlagung der beiden Kammern 11, 12a, daß die Schmelze das in Fig. 1 dargestellte Niveau im Zwischenbehälter 2 erreicht, um das Band 5 gießen zu können. Dabei stellt sich in dem Nachfüllgefäß 12b, das gleichzeitig als Steiggefäß ausgebildet ist, das gleiche Niveau der Schmelze ein wie im Zwischenbehälter 2. Aus der Vorlaufkammer 12a kann durch entsprechende Druckbeaufschlagung so lange Schmelze über die erste Kammer 11 und das Steigrohr 15 in den Zwischenbehälter 2 gefördert werden, bis daß die Öffnungen 13a, 14a am Boden des Schmelzenbehälters annähernd erreicht sind, ohne daß in dieser Zeit aus dem Vorratsbehälter 6 Schmelze in die Nachfüllkammer 6b gefüllt zu werden braucht. Die dafür notwendige Steuerung der Drücke in den beiden Kammern 11, 12a erfolgt durch die Steuereinrichtung 16 in Abhängigkeit von dem überwachten Niveau der Schmelze in dem Zwischenbehälter 2.

Wird nun der Stopfen 7 und der Schieberverschluß 8 des Vorratsbehälters 6 geöffnet und Schmelze über das Füllrohr 10 in die Nachfüllkammer 12b gefüllt, dann paßt die Steuereinrichtung 16 die Druckbeaufschlagung der Kammern 11, 12a derart an, daß das Niveau der Schmelze im Zwischenbehälter 2 konstant bleibt.

Das Ausführungsbeispiel der Bandgießmaschine nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im wesentlichen nur darin, daß die zweite Kammer 112 nicht in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die eine Kammer das Steiggefäß bildet. In diesem Fall wird das Steiggefäß von dem Füllrohr 110 gebildet, in dem das Schmelzenniveau mit dem Schmelzenniveau im Zwischenbehälter 102 übereinstimmt. Ein weiterer Unterschied besteht noch darin, daß in diesem Fall das zum Zwischenbehälter 102 führende Steigrohr 115 nicht senkrecht, sondern geneigt ist und mit einer Heizeinrichtung 115a bestückt ist. Da im übrigen der Aufbau und die Funktion dieser Gießmaschine mit der des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 übereinstimmt, braucht darauf nicht näher eingegangen zu werden. Die einander entsprechenden Teile tragen um die Zahl 100 erhöhte Bezugszeichen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 nur darin, daß anstelle des Zwischenbehälters 2 eine Gießdüse 20 und nur ein Gießrad 24 vorgesehen ist. Die sich entsprechenden Teile tragen hier um die Zahl 20 erhöhte Bezugszeichen. Es versteht sich, daß bei diesem Ausführungsbeispiel alternativ auch ein schräges Steigrohr und/oder eine nochmalige Unterteilung der zweiten Kammer möglich ist.

Während bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 das Niveau der Schmelze für die Steuerung der Drücke in den Kammern überwacht wird, wird bei einer Gießdüse der Druck in der Gießdüse 20 überwacht.

Bezugszeichenliste

  1 Schmelzenbehälter
  2 Zwischenbehälter
  3 kleines Gießrad
  4 großes Gießrad
  5 Band
  6 Schmelzenbehälter
  7 Stopfen
  8 Schieberverschluß
  9 Auslaßrohr
 10 Füllrohr (Steiggefäß)
 11 erste Kammer
 12 zweite Kammer
 12a Vorlaufkammer
 12b Nachfüllkammer
 13 Trennwand
 13a Durchlaß
 14 Trennwand
 14a Durchlaß
 15 Steigrohr
 16 Steuereinrichtung für die Druckbeaufschlagung
 16a Druckleitungen zu Kammer 11
 16b Druckleitungen zu Kammer 12a
 20 Gießdüse
 21 Schmelzenbehälter
 24 Gießrad
 25 Band
 31 erste Kammer
 32 zweite Kammer
 33 Trennwand
 33a Durchlaß
 35 Steigrohr
 36a Druckleitungen
101 Schmelzenbehälter
102 Zwischenbehälter
103 kleines Gießrad
104 großes Gießrad
105 Band
106 Schmelzenbehälter
107 Stopfen
108 Schieberverschluß
109 Auslaßrohr
110 Füllrohr (Steiggefäß)
111 erste Kammer
112 zweite Kammer
112a Vorlaufkammer
112b Nachfüllkammer
113 Trennwand
113a Durchlaß
115 Steigrohr
115a Heizeinrichtung
116 Steuereinrichtung für die Druckbeaufschlagung
116a Druckleitungen zu Kammer 11
116b Druckleitungen zu Kammer 12a

Claims (5)

1. Bandgießmaschine, bestehend aus mindestens einer bewegten Kühlfläche, insbesondere einem Gießrad (4; 24; 104) mit einem vorgeordneten Zwischenbehälter (2; 102) oder einer vorgeordneten Gießdüse (20) und einer Schmelzenzuführung, die einen druckbeaufschlagten Schmelzenbehälter (1; 21; 101) mit einem zum Zwischenbehälter (2; 102) bzw. zur Gießdüse (20) führenden Steigrohr (15; 35; 115) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schmelzenbehälter (1; 21; 101) mindestens zwei nach Art einer kommunizierenden Röhre miteinander verbundene, mit Drücken beaufschlagbare Kammern (11, 12a, 12b; 31, 32; 111, 112) aufweist, von deren erster Kammer (11; 31; 111) das zum Zwischenbehälter (2; 102) bzw. zur Gießdüse (20) führende Steigrohr (15; 35; 115) ausgeht und deren zweite, zum Nachfüllen von Schmelze eingerichtete Kammer (12a, 12b; 32; 112) nach Art einer kommunizierenden Röhre mit einem Steiggefäß (10, 12b; 110) verbunden ist, das bis über das Niveau des Zwischenbehälters (2; 102) bzw. der Gießdüse (20) reicht, wobei die Drücke in den beiden Kammern (11, 12a; 31; 111, 112) derart einstellbar sind, daß kontinuierlich Schmelze aus der ersten Kammer (11; 31; 111) über das zugehörige Steigrohr (15; 35; 115) dem Zwischenbehälter (2; 102) bzw. der Gießdüse (20) zugeführt wird.

2. Bandgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die zweite Kammer (12) einmündendes Füllrohr (110) für die Schmelze mindestens zum Teil das Steiggefäß bildet.

3. Bandgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (12a, 12b) in eine Vorlaufkammer (12a) und eine Nachfüllkammer (12b) für die Schmelze unterteilt ist, wobei die Vorlaufkammer (12a) als der mit Druck beaufschlagbare Teil ausgebildet ist und sowohl mit der ersten Kammer (11) als auch mit der das Steiggefäß bildenden Nachfüllkammer (12b) nach Art einer kommunizierenden Röhre verbunden ist.

4. Bandgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Zwischenbehälter (2, 102) bzw. zur Gießdüse (20) führende Steigrohr (15; 35; 115) an der tiefsten Stelle des Zwischenbehälters (2, 102) angeschlossen ist.

5. Bandgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungseinrichtung (16; 116) vorgesehen ist, die die Drücke in Abhängigkeit vom ausgeförderten Schmelzenvolumen einstellt.