DE4344953C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Angießen eines endabmessungsnahen MetallbandesInfo
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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, in 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 des
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 3.
Gegenüber dem aus der EP 53 41 74 A1 bekannten
Stand der Technik unterscheidet sich die erfindungsgemäße
Lösung dadurch, daß die Innenseite der Gießdüse sich
trompetenartig durch einen Radius R begrenzt öffnet, während
bei der EP 53 41 74 A1 der Übergang über eine Kante erfolgt.
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 weitgehendst 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 den beigefügten Zeichnungen 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 ΔhA eingestellt wird. Der Differenzspiegel
ΔhG nimmt Bezug auf den während des Gießbetriebes sich einstellenden
Flüssigmetallspiegels H auf dem Transportband bzw. auf die dem
Transportband 31 zugeneigte Innenseite 16 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 Δh
verringert, bis er auf die Betriebsspiegelhöhe ΔhG 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 entsprechend der Drehstellung
der Welle 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
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 (7)
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 Flüssigmetallspiegel (H) Differenzschmelzpegel ΔhA und 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 zumindest während des Angießens an der Düsenmündung in
Gegenfließrichtung zum Flüssigmetall der Druckwiderstand erhöht
wird.
3. Einrichtung zum Bandgießen eines endabmessungsnahen Metallbandes,
die ein Transportband und ein aus einer Hauptkammer und einer
Eingießkammer
bestehendes Metallaufnahmegefäß aufweist, wobei die Eingießkammer
ein den Zugang zur Gießdüse verschließendes
Absperrelement besitzt,
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 öffenbares Absperrelement vorgesehen ist.
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 öffenbares Absperrelement vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrelement (21) ein Plattenschieber (22) ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrelement (21) eine um eine seitlich angeordnete
Achse schwenkbare Klappe (23) ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 3,
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.
7. 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, wobei
das Druckerhöhungselement (41) aus thermisch aufzehrbarem
Material, z. B. niedrigschmelzendem Metall, aufgebaut ist.
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