DE4335263A1 - Device for the continuous casting of thin objects between rolls - Google Patents
Device for the continuous casting of thin objects between rollsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen dünner metallischer Gegenstände, insbesondere aus Stahl, zwischen Rollen.The present invention relates to a device for continuous casting of thin metallic objects, especially steel, between rollers.
Die bekannten Vorrichtungen zum kontinuierlichen Gießen zwischen Rollen weisen zwei gekühlte achsparallele Rollen auf, die sich gegenläufig drehen sowie feststehende Wände, die zusammen mit den Rollen einen Gießraum zwischen sich für das flüssige Metall bilden.The known devices for continuous casting between rollers have two cooled axially parallel rollers that rotate in opposite directions and fixed walls, which, together with the rollers, creates a casting space between them form the liquid metal.
Derartige feststehende Wände werden häufig eingesetzt, um den Gießraum seitlich in Richtung der Stirnenden der Rollen in dichter Weise zu verschließen; sie werden häufig "seitliche Verschlußwände" oder auch "kleine Flächen" genannt.Such fixed walls are often used to the Casting chamber laterally in the direction of the ends of the rolls to seal more tightly; they are often "sideways Closure walls "or" small areas "called.
Es gibt Vorrichtungen, wie beispielsweise diejenige, die in der Veröffentlichung FR-A 26 51 455 beschrieben ist, welche außerdem eine Art feststehender Erhöhung aufweisen, die im allgemeinen rechtwinklig sind und aus zwei zu den Rollenachsen parallelen Längswänden in enger Berührung mit ihnen stehen und aus zwei die seitlichen Verschlußwände verlängernden Stirnwänden bestehen, die auch Teil der seitlichen Verschlußwände sein können. Diese Erhöhung, auch "Gießaufsatz" genannt gemäß der obigen Veröffentlichung und in der folgenden Beschreibung, dient insbesondere dazu, die Rollenoberfläche, auf der die Erstarrung des flüssigen Metalls erfolgt, zu begrenzen und damit die Regelmäßigkeit der Erstarrung unabhängig von der Metalloberfläche im Gießaufsatz zu gewährleisten. Da außerdem die Oberfläche des flüssigen Metalls nicht mehr mit den Rollen in Berührung steht, wird die Gefahr der Mitnahme von auf der Oberfläche schwimmenden Verunreinigungen erheblich verringert.There are devices, such as those in the publication FR-A 26 51 455, which also have a kind of fixed increase, which in are generally rectangular and from two to the Roller axes parallel longitudinal walls in close contact with they stand and two of the side walls extending end walls that are also part of the side closure walls can be. This increase, too "Casting attachment" named according to the above publication and in the following description, serves in particular the Roll surface on which the solidification of the liquid Metal occurs, limit and therefore the regularity the solidification regardless of the metal surface in the To ensure pouring attachment. Since the surface of the liquid metal no longer in contact with the rollers stands, the danger of being carried away on the surface floating pollution significantly reduced.
Das flüssige Metall ist jedoch thermischen Verlusten bei Berührung der feststehenden Wände ausgesetzt.The liquid metal, however, is subject to thermal losses Exposed to contact with the fixed walls.
Im Gießaufsatz sind diese Verluste auf Höhe der Oberfläche durch Abstrahlung ausgeprägt, ebenso wie in den Ecken aufgrund der Nähe zu den beiden Wänden. In diesen Bereichen neigt das flüssige Metall zum Erstarren und damit zum Anhaften an den Wänden, und zwar um so mehr, je geringer die Bewegung des Metalls und damit dessen Durchsatz ist. Eine Lösung ist darin zu sehen, den Gießaufsatz aus isolierendem feuerfesten Material zu fertigen. Jedoch ist die mechanische Festigkeit derartiger Materialien, insbesondere gegen Abrieb, gering, so daß ein Kompromiß eingegangen werden muß zwischen mechanischer Widerstandsfähigkeit und Isoliervermögen.In the casting attachment, these losses are at the surface level characterized by radiation, as well as in the corners due to the proximity to the two walls. in these areas the liquid metal tends to solidify and thus to Clinging to the walls, and the more the lower the Movement of the metal and thus its throughput. A The solution can be seen in the pouring head made of insulating to manufacture refractory material. However, the mechanical one Strength of such materials, especially against abrasion, low, so that a compromise must be made between mechanical resistance and insulation.
Die gleichen durch Erstarrung und Anhaftung bedingten Nachteile treten an den feststehenden Wänden auf, die sich auf Höhe der seitlichen Verschlußwände berühren und für die ebenfalls bereits vorgeschlagen wurde, isolierende feuerfeste Materialien einzusetzen. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die thermischen Verluste auszugleichen oder sogar das flüssige Metall in der Nähe der seitlichen Verschlußwände erneut zu erwärmen unter Einsatz von Induktoren, deren magnetischer Fluß die feuerfeste Wand durchsetzt und auf das flüssige Metall einwirkt, indem dieses mittels des Joule- Effekts erwärmt wird, der durch im Metall induzierte Ströme entsteht (JP-A 62-77156, JP-A 2-155543).The same ones caused by solidification and attachment Disadvantages occur on the fixed walls, which are touch at the level of the side closure walls and for the insulating refractory has also already been proposed Use materials. It has also been suggested to compensate for the thermal losses or even that liquid metal near the side closure walls to reheat using inductors whose magnetic flux penetrates the refractory wall and onto the liquid metal acts by this by means of the Joule Effect is heated by the currents induced in the metal arises (JP-A 62-77156, JP-A 2-155543).
Eine Verwendung einer derartigen Anordnung begrenzt jedoch die Dicke der feuerfesten Wände zum Nachteil ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit. Ferner ist es schwierig, eine derartige Anordnung für nur schwer zugängliche Bereiche im Gießraum einzusetzen (wie z. B. in dem dem Gießspalt zwischen den Rollen benachbarten Bereich) oder auch variablen Bereichen (auf Höhe der Metalloberfläche).However, use of such an arrangement limits the thickness of the refractory walls to the detriment of them mechanical resistance. Furthermore, it is difficult such an arrangement for hard-to-reach areas used in the casting room (e.g. in the casting gap between the roles adjacent area) or variable Areas (at the level of the metal surface).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für die oben genannten Probleme eine Lösung vorzuschlagen, mit welcher Erstarrungen und Anhaftungen von flüssigem Metall an den feststehenden Wänden vermieden werden, um dadurch den Gießvorgang zu erleichtern und die Qualität des erhaltenen Produktes zu verbessern.The object of the present invention is for the above to propose a solution to the problems mentioned Solidifications and attachments of liquid metal to the fixed walls can be avoided, thereby the To facilitate casting process and the quality of the obtained To improve the product.
Ausgehend von einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen zwischen Rollen von dünnen metallischen Gegenständen, die zwei gekühlte achsparallele, sich drehende Rollen aufweist, die feststehende Wände aus feuerfestem Material aufweist, welche zusammen mit den Rollen einen Gießraum zwischen sich für das flüssige Metall begrenzen und die Erwärmungsinduktoren aufweist, die neben den feststehenden Wänden angeordnet sind, wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß sie Bauteile aus elektrisch leitendem Material aufweist, die in die feststehenden ′Wände aus elektrisch isolierendem Material eingesetzt sind und daß die Induktoren derart angeordnet sind, daß sie diese Bauteile induktiv erwärmen.Starting from a device for continuous casting between rolls of thin metallic objects that has two cooled axially parallel, rotating rollers, which has fixed walls made of refractory material, which, together with the rollers, creates a casting space between them limit for the liquid metal and the Has heating inductors in addition to the fixed Walls are arranged to solve this problem suggested that they be components made of electrically conductive Has material made in the fixed 'walls electrically insulating material are used and that the Inductors are arranged so that they have these components heat inductively.
Gemäß der Erfindung ist es also möglich, die Erwärmung in diejenigen Bereiche der feststehenden Wände zu verlagern, in denen diese Bauteile angeordnet sind und insbesondere aufgrund der Wärmeabstrahlung in diejenigen Wandbereiche und damit in das flüssige Metall, die sich in der Nähe befinden und die nicht direkt mittels der Induktion erwärmt werden können. Die Induktoren können außerdem vom Gießraum weiter entfernt angeordnet werden, so daß die Dicke der Wände größer sein kann bezüglich einer direkten induktiven Erwärmung nach dem Stand der Technik. Die mechanische Widerstandsfähigkeit der feststehenden Wände wird damit vergrößert, und zwar in dem Maße, in dem diese Bauteile aus einem Material bestehen, das mechanisch widerstandsfähiger ist als dasjenige, aus dem die feuerfesten Wände bestehen.According to the invention it is therefore possible to heat in to shift those areas of the fixed walls into which these components are arranged and in particular due to the heat radiation in those wall areas and with it in the liquid metal that are nearby and which are not heated directly by induction can. The inductors can also continue from the casting room be placed away so that the thickness of the walls is greater with regard to direct inductive heating the state of the art. The mechanical resistance the fixed walls are enlarged, in the extent to which these components consist of one material, which is mechanically more resistant than that from which the fireproof walls are made.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung bestehen die feststehenden Wände aus den seitlichen Verschlußwänden des Gießraums. Diese Ausgestaltung gewährleistet insbesondere eine Erwärmung bis in die Nähe des Gießspaltes zwischen den Rollen, wo aufgrund des Raumbedarfs der Induktoren eine direkte induktive Erwärmung des flüssigen Metalls schwierig zu verwirklichen ist.According to a first embodiment according to the invention the fixed walls from the side closure walls of the casting room. This configuration ensures in particular heating up to the vicinity of the casting gap between the Roles where a due to the space requirements of the inductors Direct inductive heating of the liquid metal is difficult is to be realized.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung, die mit der ersteren kombiniert werden kann, bilden die feststehenden Wände einen Gießaufsatz, in dem die leitenden Bauteile insbesondere auf Höhe der für das flüssige Metall vorgesehenen Oberfläche eingesetzt werden können, um so die Erwärmung auf den Bereich der Metalloberfläche zu begrenzen, oder auch in den Ecken des Gießaufsatzes eingesetzt werden, um den Zuwachs der thermischen Verluste in diesen Bereichen auszugleichen.According to another embodiment, the one with the former can be combined, the fixed walls form one Pouring attachment in which the conductive components in particular Height of the surface intended for the liquid metal can be used to warm up the area limit the metal surface, or even in the corners of the Pouring attachment can be used to increase the to compensate for thermal losses in these areas.
Gemäß anderer Merkmale, die miteinander kombiniert werden können, sind:According to other features that are combined can include:
- - die leitenden Bauteile in in den Wänden vorgesehenen Nuten eingesetzt;- The conductive components in grooves provided in the walls used;
- - die feststehenden Wände aus zwei feuerfesten Platten zusammengesetzt, zwischen denen die leitenden Bauteile angeordnet sind;- the fixed walls made of two refractory panels composed between which the conductive components are arranged;
- - die leitenden Bauteile Winkelstücke, die in den Ecken des Gießaufsatzes angeordnet sind;- The conductive components elbows that in the corners of the Pouring head are arranged;
- - die leitenden Bauteile als Geflecht ausgebildet, welche eine Stütze für das feuerfeste Material der Wände bildet;- The conductive components formed as a braid, which forms a support for the refractory material of the walls;
- - die feuerfesten Bauteile Metalle;- the refractory metal components;
- - die leitenden Bauteile aus feuerfestem elektrisch leitenden Material gefertigt.- The conductive components made of refractory electrically conductive Made of material.
Weitere Besonderheiten und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen dünner metallischer Stahlgegenstände zwischen Rollen hervor.Other special features and advantages come from the following description of an inventive Device for the continuous casting of thin metallic Steel objects emerge between rollers.
In der beigefügten Zeichnung zeigenShow in the attached drawing
Fig. 1 eine schematische Perspektivische Ansicht einer derartigen Vorrichtung mit einem Gießaufsatz; Figure 1 is a schematic perspective view of such a device with a casting attachment.
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ecke des Gießaufsatzes in vergrößertem Maßstab; Figure 2 is a plan view of a corner of the casting attachment on an enlarged scale.
Fig. 3 eine Seitenansicht einer seitlichen Verschlußwand; Fig. 3 is a side view of a side closure wall;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3; Fig. 4 is a section along the line IV-IV of Fig. 3;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Variante der Gießvorrichtung und Fig. 5 is a plan view of a variant of the casting device and
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 5. FIG. 6 shows a section along the line VI-VI from FIG. 5.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist auf:The device shown in FIG. 1 has:
- - zwei gekühlte achsparallele Gießrollen 1, 2, die gegenläufig in Richtung der Pfeile 3, 4 angetrieben werden;- Two cooled axially parallel casting rolls 1 , 2 , which are driven in opposite directions in the direction of arrows 3 , 4 ;
- - zwei seitliche feststehende Verschlußwände 5 und- Two lateral fixed closure walls 5 and
- - eine Gießaufsatz 6 genannte Erhöhung, bestehend aus einem rechteckigen feststehenden Rahmen, dessen Längswände 7 im dichten Gleitkontakt mit den zylindrischen Oberflächen der Rollen stehen und dessen seitliche Wände 8 oberhalb der seitlichen Verschlußwände 5 angeordnet sind.- A pouring attachment 6 called increase, consisting of a rectangular fixed frame, the longitudinal walls 7 are in tight sliding contact with the cylindrical surfaces of the rollers and the side walls 8 are arranged above the side closure walls 5 .
Die Gesamtheit der feststehenden Wände 5, 7, 8 bildet zusammen mit den Wänden der Rollen 1, 2 einen Gießraum 9, in denen das geschmolzene Metall 10 mittels eines nicht dargestellten herkömmlichen Gießrohrs eingefüllt wird. Das bei Berührung mit den Rollen erstarrte Metall wird kontinuierlich nach unten in Form eines Bandes 11 abgezogen. An den vier Ecken des Gießaufsatzes 6 sind Winkelstücke 12 aus elektrisch leitendem Material eingesetzt, die sich sowohl nach oben als auch nach unten von der freien Oberfläche des flüssigen Metalls aus erstrecken.The entirety of the fixed walls 5 , 7 , 8 forms, together with the walls of the rollers 1 , 2, a casting space 9 , in which the molten metal 10 is filled by means of a conventional pouring tube, not shown. The metal which solidifies on contact with the rollers is continuously drawn off in the form of a band 11 . At the four corners of the pouring top 6 angle pieces 12 made of electrically conductive material are used, which extend both upwards and downwards from the free surface of the liquid metal.
Die Wände 7, 8 bestehen aus elektrisch und thermisch isolierendem feuerfesten Material. Die Winkelstücke 12 bestehen aus einem hochschmelzenden Metall oder aus einem elektrisch leitenden feuerfesten Material, wie z. B. Siliziumkarbid.The walls 7 , 8 are made of electrically and thermally insulating refractory material. The elbows 12 consist of a high-melting metal or an electrically conductive refractory material, such as. B. silicon carbide.
Erwärmungsinduktoren 14 sind außerhalb des Gießaufsatzes 6 derart vorgesehen, daß sie die Winkelstücke 12 induktiv erwärmen.Warming inductors 14 are provided outside the pouring top 6 such that they inductively heat the elbows 12 .
Wie Fig. 2 besser erkennen läßt, weisen die Induktoren 14 C- Form auf und sind in den Ecken des Gießaufsatzes dergestalt angeordnet, daß ihre Polflächen 16, 18 den entsprechenden Seitenflächen 20, 22 der Winkelstücke 12 gegenüber liegen. In Fig. 1 ist um deren Überfrachtung zu vermeiden, nur ein einziger Induktor 14 dargestellt.As can be seen better in FIG. 2, the inductors 14 have a C-shape and are arranged in the corners of the casting attachment in such a way that their pole faces 16 , 18 lie opposite the corresponding side faces 20 , 22 of the angle pieces 12 . In FIG. 1, only a single inductor 14 is shown to avoid overloading it.
Es können auch andere Arten von Induktoren verwendet werden, sofern sie eine induktive Erwärmung der Winkelstücke 12 ermöglichen. Letztere sind vorteilhafterweise in Nuten entsprechender Abmessungen eingesetzt, die in den Ecken des Gießaufsatzes vorgesehen sind. Die Winkelstücke können auch direkt in die feuerfesten Wände zum Zeitpunkt der Herstellung des Gießaufsatzes durch einen Gußvorgang eingelassen werden.Other types of inductors can also be used, provided they allow induction heating of the angle pieces 12 . The latter are advantageously used in grooves of corresponding dimensions, which are provided in the corners of the casting attachment. The contra-angles can also be inserted directly into the refractory walls at the time of the manufacture of the casting attachment by a casting process.
Wie bereits erläutert, werden die induktiv erwärmten Winkelstücke auf eine hohe Temperatur gebracht, wobei sie durch Abstrahlung das flüssige Metall in den Ecken des Gießraums erwärmen oder zumindest dessen thermische Verluste begrenzen.As already explained, the induction are heated Elbows brought to a high temperature, being by radiation the liquid metal in the corners of the Warm the casting room or at least its thermal losses limit.
Weitere plattenförmige Bauteile 24 aus elektrisch leitendem Material sind in die seitlichen Verschlußwände 5 eingesetzt und werden durch Induktoren 26 erwärmt, die aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Further plate-shaped components 24 made of electrically conductive material are inserted into the side closure walls 5 and are heated by inductors 26 , which are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte seitliche Verschlußwand 5 besteht:The side closure wall 5 shown in FIGS. 3 and 4 consists of:
- - aus einer ersten, dem Gießraum zugewandten Platte 28, die an den Rändern der Rollen anliegt und die aus einem harten der Reibung und der Berührung des Stahls widerstehenden feuerfesten Material besteht;- a first plate 28 facing the casting chamber, which abuts the edges of the rollers and which is made of a hard refractory material that resists the friction and contact of the steel;
- - aus einer zweiten Platte 30 aus elektrisch und thermisch isolierendem feuerfesten Material, parallel zur ersten Platte 28 und- From a second plate 30 made of electrically and thermally insulating refractory material, parallel to the first plate 28 and
- - aus einer Platte 26 aus leitendem Material, die zwischen den beiden Platten 28 und 30 angeordnet ist.- From a plate 26 made of conductive material, which is arranged between the two plates 28 and 30 .
Ein Induktor 32 in Form einer "Flachspule", der also aus einer in einer Ebene gewickelten Spirale besteht, ist neben der Platte 30 angeordnet, um die leitenden Platte 26 induktiv zu erwärmen, welche wiederum durch Abstrahlung durch die Platte 28 hindurch das flüssige Metall weiter erwärmt.An inductor 32 in the form of a "flat coil", which thus consists of a spiral wound in one plane, is arranged next to the plate 30 in order to inductively heat the conductive plate 26 , which in turn further radiates the liquid metal through the plate 28 warmed up.
Die Platte 28 aus widerstandsfähigem feuerfesten Material dient dazu, einen direkten Kontakt des flüssigen Metalls mit der leitenden Platte 26 zu vermeiden.The plate 28 made of resistant refractory material serves to avoid direct contact of the liquid metal with the conductive plate 26 .
Die Platte 30 aus isolierendem feuerfesten Material dient dazu, die Wärmeübertragungen vom flüssigen Metall und von der leitenden Platte 26 nach außen zu vermeiden und damit eine zu große Erwärmung des Induktors 32 zu verhindern.The plate 30 made of insulating refractory material serves to avoid the heat transfer from the liquid metal and from the conductive plate 26 to the outside and thus to prevent the inductor 32 from being heated too much.
In den Fig. 5 und 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt zur Wiedererwärmung des flüssigen Metalls auf Höhe dessen freier Oberfläche entlang des gesamten Umfangs des Gießraums.In FIGS. 5 and 6 of the invention is shown another embodiment according to the re-heating of the liquid metal at the level of its free surface along the entire circumference of the casting space.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Gießaufsatz 6 innerhalb seiner Wände ein metallisches Band 34 auf, welches den gesamten Umfang des Gießaufsatzes umgibt. Dieses Band 34 weist die Form eines in das feuerfeste Material des Gießaufsatzes bereits während dessen Herstellung durch einen Gießvorgang eingelassenen metallischen Geflechts auf, das als Stütze dient zur Verstärkung der mechanischen Widerstandsfähigkeit. Das Band 34 wird induktiv durch einen Induktor 36 erwärmt, der z. B. in Form mehrerer Windungen den Gießaufsatz auf Höhe des Bandes 34 umgibt.In this embodiment, the pouring attachment 6 has a metallic band 34 within its walls, which surrounds the entire circumference of the pouring attachment. This band 34 is in the form of a metallic mesh embedded in the refractory material of the casting attachment already during its manufacture by a casting process, which serves as a support for strengthening the mechanical resistance. The band 34 is inductively heated by an inductor 36 which, for. B. in the form of several turns surrounds the pouring head at the level of the belt 34 .
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt jegliche Kombination der obigen einzelnen Merkmale, wie z. B.:The invention is not shown on the Embodiments limited, but includes any Combination of the above individual features, such as. B .:
- - die Verwendung leitender Bauteile in Form eines Geflechts in den seitlichen Verschlußwänden;- The use of conductive components in the form of a braid in the side closure walls;
- - die Verwendung leitender Bauteile in Form von Platten in den Wänden des Gießaufsatzes;- The use of conductive components in the form of plates the walls of the casting attachment;
- - die kombinierte Verwendung von Platten und/oder Geflechten und von Winkelstücken oder anderen Profilteilen in den seitlichen Verschlußwänden oder in den Wänden des Gießaufsatzes.- the combined use of plates and / or braids and of elbows or other profile parts in the side closure walls or in the walls of the Pouring attachment.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |