DE4344953A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes auf einer mit einem Schmelzenaufnahmegefäß und einem Transportband versehenen Bandgießeinrichtung, bei dem eine Metallschmelze, insbesondere aus Stahl, über eine verschließbare, im Unterdruck versetzbare und über einen Syphon mit einer unter Druck versetzbaren Hauptkammer verbundenen Eingießkammer über eine Gießdüse ausfließt.
Beim Angießen einer Bandgießeinrichtung zum Herstellen von endabmessungsnahen Metallbändern führen Lufteinschlüsse in der Gießdüse zu erheblichen Behinderungen des Gießbetriebes.
Aus EP 0 534 174 sind Verfahren und die dazu erforderlichen Vorrichtungen bekannt, die ein Verdrängen der Luft aus der Gießdüse und dem vorgeschalteten Bereich bewirken sollen. Hierbei wird einmal vorgeschlagen, im Schmelzeverteiler anfänglich einen Füllstand einzustellen, der maximal der Transportbandebene entspricht und beim Angießen einen solchen Füllstand einzustellen, der die Schmelze aus einer U-förmig gekrümmten Gießdüse verdrängt.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß im mittleren oberen Bereich der U-förmig nach unten gekrümmten Gießdüse sich Luft ansammelt. Dies führt im wesentlichen dazu, daß ein nichtkontrollierbarer Anfahrschwall auftritt, der ggfs. ein Einfahren des Stranges verhindert.
In der gleichen Schrift wird daher auch noch vorgeschlagen, zwischen dem Schmelzeverteiler und der Gießdüse eine Eingießkammer vorzusehen und beim Angießen - bei gegenüber der Metallschmelze geschlossenem Einlauf der einem Saugheber nachgeschaltenen Gießdüse - in der Eingießkammer einen Unterdruck aufzubauen und die Luft in der Gießdüse nach oben zu verdrängen.
Auch bei dieser Verfahrensweise lassen sich Behinderungen während dem Angießens nicht vermeiden, da die aufsteigenden Luftblasen dem Metallschmelzestrom entgegensteigen. Hierbei kommt es zu nicht kontrollierbaren Verengungen in Teilbereichen der Gießdüse, die wiederum nicht gewollten Einfluß auf die Ausbreitung der Metallschmelze auf dem Transportband bewirken.
In Kenntnis der bekannten Schwierigkeiten hat sich die Erfindung das Ziel gesetzt, ein Verfahren und die dazu erforderliche Vorrichtung aufzuzeigen, mit der ein sicheres Verdrängen der Luft während der Anfahrphase gewährleistet wird.
Die Erfindung erreicht diese Ziele mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 4.
Vor dem Anfahren wird die Gießdüse bis zu der sich im Bereich der Mündung befindenden Absperrung mit Flüssigschmelze gefüllt. Es werden Absperrorgane, die ein gesteuertes Öffnen zulassen, eingesetzt, und zwar in der Weise, daß zu Öffnungsbeginn über die gesamte Breite der Gießdüse ein Schlitz vorhanden ist. Der Gießdruck wird dabei so gewählt, daß bei diesem ersten schlitzförmigen Öffnen der Mündung des Gießkanals die Schmelze mit hoher Geschwindigkeit austritt. Hierbei wird die unterhalb der Sperrung sich befindende Luft mitgerissen. Dieses Mitreißen der äußerst geringen Luftmengen im Bereich der Mündung der Gießdüse wird darüber hinaus begünstigt durch die trompetenartige Ausgestaltung der im Metallaufnahmegefäß abgewandten Innenseite der Gießdüse.
Es hat sich gezeigt, daß beim Einsatz von Vakuum im Bereich oberhalb der Gießdüse Luft bevorzugt dem ausfließenden Metall entgegenströmt. Es wird daher vorgeschlagen, diesen nicht gewollten Strömungsfaden der Luft weitgehenst zu behindern. Hierzu wird der Druckwiderstand an der Mündung der Düse durch Hindernisse erhöht. Die hierzu eingesetzten Elemente sind vorzugsweise selbstverzehrend, so daß sie den späteren Gießbetrieb nicht behindern.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt.
Dabei zeigen die
Fig. 1 das Schema des Anfahrens.
Fig. 2 bis 4 die Form der Mündung der Gießdüse bei verschieden ausgestalteten Absperrelementen.
Die Fig. 1 zeigt schematisch die Anfahrphase. Vor Gießbeginn ist das eine Hauptkammer 11 und eine Eingießkammer 12 aufweisende Gießgefäß leer, ein Absperrelement 21 in der Gießdüse 14 ist geschlossen, das Transportband 31 steht.
Die Hauptkammer 11 und die Eingießkammer 12 sind durch einen Wall 13 getrennt. Kurz vor Gießbeginn wird das Gießgefäß mit Schmelze M gefüllt, und zwar in der Weise, daß der Schmelzenspiegel in der Eingießkammer 12 durch Unterdruck p₀ angehoben wird und in der Hauptkammer ein Differenzschmelzpegel von Δ hA eingestellt wird. Der Differenzspiegel Δ h nimmt Bezug auf den während des Gießbetriebes sich einstellenden flüssigmetallspiegels H auf dem Transportband bzw. auf die dem Transportband 31 zugeneigte Innenseite 15 der Gießdüse 14.
Zum Gießbeginn wird das Transportband 31 in Betrieb gesetzt und das Absperrelement 21 wird schlitzförmig geöffnet. In einem starken Schwall tritt das Flüssigmetall M aus der Gießdüse aus und wird zu einem Gießstrang 5 ausgeformt. Während dieser Anfahrphase wird das Absperrelement 21 kontinuierlich geöffnet. In Abhängigkeit von der dem Hauptgefäß zugeführten Metallmenge wird der Differenzschmelzspiegel Δ h verringert, bis er auf die Betriebsspiegelhöhe Δ hG geführt ist.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen den unteren Abschnitt der Gießdüse 14 bei verschieden ausgestalteten Absperrelementen 21. Dargestellt sind im Schnitt die Mündung 15 der der Hauptkammer abgewandten Wand 17 und der der Hauptkammer zugeneigten Wand 18. Die Innenseite 16 der Wand 17 ist trompetenartig ausgestaltet. Sie weist dabei einen Radius R auf, der die etwa 45° geneigte Gießdüse mit dem parallel zum Transportband 31 zugeneigten Seite verbindet.
Am Ende der Mündung 15 ist an der Wand 17 ein Element 41 angeordnet. Das Element 41 dient der Erhöhung des Druckwiderstandes und ragt in den Freiraum zwischen dem Transportband 31 und der Innenseite 16 hinein.
In der Fig. 2 ist das Absperrelement 21 als Plattenschieber 22 ausgestaltet, der über einen Antrieb 29 verschiebbar ist. In der geschlossenen Stellung des Plattenschiebers 22 lehnt sich diese gegen eine Stufe 19 in der Wand 18.
In der Fig. 3 ist das Absperrelement 21 als Klappe 23 ausgebildet. Diese lehnt sich in der geschlossenen Stellung gegen eine Stufe 19 in der Wand 18. In der geöffneten Stellung wird die Klappe 23 über einen nicht weiter dargestellten Antrieb soweit in die Wand 17 eingeschwenkt, daß eine Plattenseite mit der Innenseite 16 eine Ebene bildet.
In der Fig. 4 ist als Absperrelement 11 eine Welle 24 vorgesehen, welche eine Ausnehmung 25 aufweist, die entsprechen der Drehstellung der Mölle 24 die Gießdüse unbehindert freigibt.
In der Fig. 4 besitzen die Wände 17 und 18 zwecks thermischer Anpassung die gleiche Wanddicke.
Bezugszeichenliste
10 Gießgefäß
11 Hauptkammer
12 Eingießkammer
13 Wall
14 Gießdüse
15 Mündung
16 Innenseite (17)
17 Wand (11 abgewandt)
18 Wand (11 zugeneigt)
19 Stufe
20 Absperreinheit
21 Absperrelement
22 Plattenschieber
23 Klappe
24 Welle
25 Ausnehmung
29 Antrieb
30 Transporteinrichtung
31 Transportband
40 Druckwiderstandseinrichtung
41 Element
S Gießstrang
ΔhA Differenzschmelzpegel (Anfahren)
ΔhG Differenzschmelzpegel (Gießen)
M Flüssigmetall
R Radius

Claims (9)

1. Verfahren zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes auf einer mit einem Schmelzaufnahmegefäß und einem Transportband versehenen Bandgießeinrichtung, bei dem eine Metallschmelze, insbesondere aus Stahl, über eine verschließbare, in Unterdruck versetzbare und über einen Syphon mit einer unter Druck versetzbaren Hauptkammer verbundenen Eingießkammer über eine Gießdüse ausfließt, gekennzeichnet durch folgende Schritte,
  • a) vor Gießbeginn wird die dem Transportband zugewandte Mündung der Gießdüse verschlossen.
  • b) anschließend werden die Hauptkammer und die Eingießkammer mit Flüssigmetall gefüllt, wobei in der Hauptkammer bezogen auf den im stationären Betriebszustand auf dem Transportband vorhandenen FlüssigmetallspiegelsH Differenzschmelzpegel (Anfahren) ΔhA zum Gießen ΔhG auf einen Wert von ΔhA/ΔhG <5 eingestellt werden.
  • c) zum Gießbeginn wird die Gießdüse auf der dem Hauptgefäß zugeneigten Seite schlitzförmig so geöffnet, daß die abwärts gerichtete Geschwindigkeit des Flüssigmetalls größer ist als die Auftriebsgeschwindigkeit der in die Schmelze eindringenden Gasblasen.
  • d) bei gleichzeitigem kontinuierlichen Öffnen der Gießdüse bis zur völligen Freigabe des Mündungsbereichs wird der Differenzschmelzpegel ΔhG in der Hauptkammer auf einen Wert geringfügig oberhalb des Flüssigkeitsmetallspiegels H auf dem Transportband nach dem Saugheberprinzip abgesenkt.
2. Verfahren zum Angießen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eingießkammer ein Unterdruck erzeugt wird.
3. Verfahren zum Angießen nach Anspruch 2 oder 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des Angießens an der Düsenmündung in Gegenfließrichtung zum Flüssigmetall der Druckwiderstand erhöht wird.
4. Einrichtung zum Bandgießen eines endabmessungsnahen Metallbandes die ein Transportband und ein aus einer Hauptkammer und einer Eingießkammer, die ein den Zugang zur Gießdüse verschließende Absperrelement besitzt bestehendes Metallaufnahmegefäß aufweist zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gießdüse (14) etwa 45° geneigt und im Bereich der Mündung (15) auf der der Hauptkammer (11) abgewandten Innenseite (16) trompetenartig ausgestaltet ist und
daß in der Nähe der Mündung (15) der Gießdüse (14) ein schlitzförmig offenbares Absperrelement vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement (21) ein Plattenschieber (22) ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement (21) eine um eine seitlich angeordnete Achse schwenkbare Klappe (23) ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement (21) aus einer drehbaren Welle (24) aufgebaut ist, die im Bereich des Gießkanals eine mindestens die halbe Wellenquerschnittsfläche umfassende Ausnehmung (25) aufweist.
8. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Mündung (15) der der Hauptkammer (11) abgewandten Wand (17) ein Element (41) vorgesehen ist, das den Druckwiderstand in Gegenflußrichtung des Flüssigmetalls (M) erhöht.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß das Druckerhöhungselement (41) aus thermisch aufzehrbarem Material, z. B. niedrigschmelzendem Metall, aufgebaut ist.
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