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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das kontinuierliche Stranggießen zwischen Walzen von Metallbändern, insbesondere
Bändern
aus Aluminium oder aus Aluminiumlegierung. Sie betrifft ganz besonders
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung der Walzen beim
Gießen.
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Stand der Technik
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Das
kontinuierliche Stranggießen
zwischen Walzen ist eine gut bekannte Technik zur Herstellung von
Metallbändern
aus Flüssigmetall.
Typischerweise wird dabei Flüssigmetall
in den Gießspalt
zwischen zwei rotierenden Metallwalzen eingebracht, durch den Kontakt
mit diesen zur Erstarrung gebracht und in fester Form als Band herausgezogen.
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Im
allgemeinen – wenn
keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden – bleibt das erstarrte Metall
zum Teil an der Oberfläche
der Walzen hängen,
was zu einer Verschlechterung der Bandqualität oder sogar zur Unterbrechung
des Gießvorgangs führt. Um
dieses ”Festkleben” zu vermeiden – das um so
ausgeprägter
ist, je höher
die Produktivität
der Anlage ist – ist
es bekannt, die Arbeitsfläche
der Walzen zu beschichten, indem ein flüssiges Beschichtungsprodukt
(auch ”Schmiermittel” genannt)
mittels Spritzdüsen
oder -pistolen aufgespritzt wird. Das Beschichtungsprodukt ist oft
ein Gemisch aus Wasser und Graphitteilchen. Die Beschichtung wird
normalerweise kontinuierlich aufgebracht, d. h. die Arbeitsfläche einer
Walze wird im Wesentlichen kontinuierlich mit dem Beschichtungsprodukt
versehen.
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Bekannte
Beschichtungsvorrichtungen weisen eine oder mehrere Spritzvorrichtungen
pro Walze auf, die feststehend oder beweglich sein können.
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In
den französischen
Patentanmeldungen
FR 2 498 099 (entspricht
dem amerikanischen Patent
US
4 501 315 ) und
FR 2
621 839 (entspricht dem amerikanischen Patent
US 4 892 133 ) sind Beschichtungsvorrichtungen
mit verstellbarer Durchsatzleistung beschreiben, die Rampen zur
Verteilung des Beschichtungsproduktes mit linear längs der
Walzen angeordneten Spritzvorrichtungen aufweisen.
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In
der internationalen Patentanmeldung
WO 95/09707 ,
auf welcher der Oberbegriff der Patentansprüche beruht, ist eine Beschichtungsvorrichtung beschrieben,
die Düsen
zum Aufsprühen
des Beschichtungsproduktes aufweist, welche Düsen in Reihe längs der
Walzen angeordnet und zonenweise gruppiert sind, wobei jede Zone
einzeln je nach Breite des Metallbandes mit dem Beschichtungsprodukt versorgt
wird. Dabei kann ein Teil der Düsen
in eine zur Walzenachse parallele Pendelbewegung versetzt werden.
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Aufgabenstellung
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Bei
ihren ständigen
Bemühungen,
Maschinen und Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Metallbändern zwischen
Walzen zu entwickeln, stellte die Anmelderin fest, dass es mit den
bekannten Beschichtungsverfahren und -vorrichtungen nicht möglich ist,
das genannte ”Festkleben” unter
sämtlichen
großtechnischen
Produktionsbedingungen zu vermeiden.
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Die
Anmelderin hat deshalb nach Lösungen gesucht,
um die Beschichtung der Walzen von Maschinen zum Stranggießen von
Metallbändern
zu verbessern.
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Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung der Walzen einer
Maschine zum kontinuierlichen Stranggießen von Metallbändern zwischen Walzen,
bei dem wenigstens ein Beschichtungsprodukt aufgetragen wird, das
einen Beschichtungsstoff wie z. B. eine Graphitsuspension enthält, und
das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Anpassung der Zusammensetzung
des Beschichtungsproduktes beim Auftragen auf die Walzen umfasst.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von
Metallbändern
zwischen Walzen, das ein Beschichtungsverfahren gemäß der Erfindung
beinhaltet.
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Die
Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Beschichtung der Walzen,
die auf einer Maschine zum kontinuierlichen Gießen von Metallbändern zwischen
Walzen zum Einsatz kommen kann, Mittel zum Auftragen wenigstens
eines Beschichtungsproduktes aufweist und dadurch gekennzeichnet
ist, dass sie Mittel aufweist, um die Zusammensetzung des Beschichtungsproduktes
beim Auftragen auf die Walzen anzupassen.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Maschine zum Stranggießen von
Metallbändern
zwischen Walzen, die mit einer Beschichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung
ausgestattet ist.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Regelung einer Maschine
zum Stranggießen
von Metallbändern
zwischen Walzen umfassend das Auftragen wenigstens eines Beschichtungsproduktes auf
die Walzen, wobei das Beschichtungsprodukt einen Beschichtungsstoff
wie z. B. Graphit enthält,
das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Anpassung der Zusammensetzung
des Beschichtungsproduktes beim Auftragen auf die Walzen umfasst.
Dabei erfolgt die Anpassung in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von
den Betriebsbedingungen der Maschine.
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Das
Stranggießen
kann horizontal, in Bezug auf die Horizontale schräg oder vertikal
(steigend oder fallend) erfolgen.
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Um
eine optimale Effizienz bei der Beschichtung zu erzielen, versuchte
die Anmelderin, die Menge und die Verteilung des Beschichtungsproduktes, das auf
die Arbeitsfläche
der Walzen aufgetragen wird, zu kontrollieren. Bei ihren Versuchen
stellte sie jedoch im Gegensatz zu den normalerweise geltenden Kenntnissen
fest, dass Änderungen
in der Durchsatzleistung der Spritzvorrichtungen nicht nur die Menge
des auf die Walzen aufgebrachten Beschichtungsproduktes, sondern
auch die Verteilung des Produktes auf deren Arbeitsfläche verändern, was
insbesondere unkontrollierte Schwankungen in der Wirksamkeit der
Beschichtung zur Folge hat, insbesondere im Hinblick auf die Stabilität der Gießmaschine
und die Qualität
des hergestellten Bandes. Sie stellte dabei insbesondere fest, dass Änderungen
in der Menge des Beschichtungsproduktes, welches mit einer Spritzvorrichtung
auf die Arbeitsfläche
einer Walze aufgespritzt wird, Änderungen
in der Verteilung des Beschichtungsstoffs innerhalb des Spritzkegels
oder der ”Spritzstrahlen” und auf
der Auftrefffläche
hervorrufen können,
während Änderungen
in der Zusammensetzung des. Beschichtungsproduktes die Verteilung
nicht nennenswert verändern.
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Um
die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen, kam die Anmelderin auf
die Idee, die Zusammensetzung des Beschichtungsproduktes beim Auftragen
anzupassen oder einzustellen, wodurch es möglich wird, die Menge an Beschichtungsstoff,
die der Walzenoberfläche
zugeführt
wird, entsprechend anzupassen und gleichzeitig die ungleiche Verteilung
des Stoffs niedrig zu halten. Dabei kann das Beschichtungsprodukt
eine Suspension, eine Lösung
oder eine Mischung daraus sein.
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Die
Erfindung wird anhand der Figuren und der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung besser verständlich.
Es zeigen:
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1 eine
Maschine zum Stranggießen
zwischen Walzen, die mit typischen Beschichtungsmitteln nach dem
Stand der Technik versehen ist, in einer schematischen Seitenansicht.
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2 eine
schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung einer Maschine
zum Stranggießen
zwischen Walzen nach dem Stand der Technik.
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3 eine
schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsart einer Beschichtungsvorrichtung
einer Maschine zum Stranggießen
zwischen Walzen gemäß der Erfindung.
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4 eine
schematische Darstellung von Varianten eines Teils der Beschichtungsvorrichtung einer
Maschine zum Stranggießen
zwischen Walzen gemäß der Erfindung.
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5 den
Einfluss einer Änderung
des Beschichtungsproduktstrahls von nebeneinander liegenden Spritzvorrichtungen
auf die Verteilung des Beschichtungsproduktes auf der Oberfläche einer Walze.
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6 den
Einfluss einer Änderung
des Beschichtungsproduktstrahls von nebeneinander liegenden Spritzvorrichtungen
auf die Verteilung des Beschichtungsproduktes auf der Oberfläche einer Walze
bei starker Überlappung
zwischen den Spritzstrahlen.
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7 eine
schematische Seitenansicht einer Maschine zum Stranggießen zwischen
Walzen mit Beschichtungsmitteln nach einer möglichen Ausführungsart
der Erfindung.
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8 eine
vereinfachte Darstellung einer Maschine zum Stranggießen zwischen
Walzen mit Beschichtungsmitteln nach einer möglichen Ausführungsart
der Erfindung in einer Ansicht von oben.
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9 eine
vereinfachte Darstellung einer Maschine zum Stranggießen zwischen
Walzen mit Beschichtungsmitteln nach einer möglichen Ausführungsart
der Erfindung in einer Ansicht von oben.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Wie
in 1 dargestellt, weist eine Maschine (1)
zum Stranggießen
zwischen Walzen typischerweise zwei Horizontalwalzen (1A, 1B)
und eine Düse (2)
auf. Die Walzen (1A, 1B) sind typischerweise aus Metall
und haben in der Regel den gleichen Durchmesser. Die Rotationsachsen
(A, B) der Walzen (1A, 1B) verlaufen generell
weitgehend parallel zueinander. Die Walzen sind durch einen Gießspalt (13)
voneinander getrennt und können
gegensinnig zueinander rotieren.
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Das
flüssige
Metall (3) wird auf einer Seite des Gießspaltes (13) mit
Hilfe der Düse
(2) eingespritzt und tritt auf der anderen Seite in fester
Form als Band (4) mit einer Nominaldicke Eo aus, die im Wesentlichen
der Öffnung
E des Gießspaltes
(13) entspricht. Die Oberfläche (10) der Walzen
wird kontinuierlich gekühlt,
typischerweise mit einer in den Walzen fließenden Kühlflüssigkeit.
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Die
Gießrichtung
ist horizontal, wenn der Achsabstand A-B zwischen den Walzen (1A)
und (1B) im Wesentlichen vertikal ist. Sie ist schräg, wenn der
Achsabstand A-B schräg
in Bezug auf die Vertikale ist, und vertikal, wenn der Achsabstand
A-B im Wesentlichen horizontal ist.
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Eine
Maschine zum Stranggießen
zwischen Walzen ist normalerweise mit Beschichtungsvorrichtungen
ausgestattet, die typischerweise Spritzvorrichtungen (5)
zum Auftragen des Beschichtungsproduktes (24), Halter (7, 8)
für die
Spritzvorrichtungen, eine Beschichtungsprodukt-Quelle (22),
ein Rührwerk
(23), Rohrleitungen (6, 21) zum Zuführen des Beschichtungsproduktes
(24) und ein Mittel (20) zur Einstellung der Beschichtungsproduktmenge
aufweisen. Die Beschichtungsprodukt-Quelle (22) ist typischerweise
ein Reservoir mit einem Fassungsvermögen von etwa 100 bis 200 Litern.
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Erfindungsgemäß umfasst
das Verfahren zur Beschichtung der Walzen (1A, 1B)
einer Maschine (1) zum Stranggießen zwischen Walzen das Auftragen
wenigstens eines Beschichtungsproduktes (24) auf die Walzen,
wobei das Beschichtungsprodukt einen Beschichtungsstoff und ein
Trägerfluid
enthält, und
ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Anpassung der Zusammensetzung
des Beschichtungsproduktes (24) beim Auftragen auf die
Walzen umfasst. Die Erfindung beruht auf der Idee, die Zusammensetzung
des Beschichtungsproduktes zu variieren, um die Variationen der
Strahlengröße und der Verteilung des
Beschichtungsstoffs innerhalb des Spritzkegels oder der ”Spritzstrahlen” (9, 91, 92)
und auf der Auftrefffläche
(100, 101, 102) zu vermeiden, die auftreten
können,
wenn die Durchsatzleistung der Spritzvorrichtungen (5, 51, 52)
geändert
wird.
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Der
Beschichtungsstoff enthält
vorzugsweise Graphit, typischerweise in Form von Mikroteilchen.
Das Trägerfluid
enthält
vorzugsweise Wasser. Der Graphit schwebt im Trägerfluid, eventuell als Kolloid,
mit einer Konzentration, die typischerweise zwischen 0,2 und 4 Gew.-%
liegt.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung umfasst die Anpassung der Zusammensetzung eine Anpassung
des im Beschichtungsprodukt enthaltenen Beschichtungsstoffanteils,
d. h. der Beschichtungsstoffkonzentration des Beschichtungsproduktes.
Auf diese Weise kann die auf die Walze aufgesprühte Beschichtungsstoffmenge
durch Änderung
des Beschichtungsstoffanteils am Beschichtungsprodukt geändert werden,
ohne dabei die Durchsatzleistung der Spritzvorrichtungen zu ändern: man
erhöht
den Beschichtungsstoffanteil, wenn eine größere Menge an Beschichtungsstoff
auf die Oberfläche
(10) der Walze aufgesprüht
werden soll, und man erniedrigt ihn im umgekehrten Fall.
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Vorzugsweise
umfasst die Anpassung der Zusammensetzung eine Verdünnung eines
Beschichtungsstoffkonzentrats in einem Trägerfluid. Das Konzentrat kann
eine ”Vorsuspension”, eine konzentrierte
Lösung
oder eine Mischung daraus sein. Das Konzentrat wird vorteilhaft
unter den konzentrierten Suspensionen von Graphit, Bornitrid, kolloidalem
Siliciumdioxid, Magnesia, organischen Stoffen (wie organischen Ölen oder
Polyestern) oder einer Mischung daraus gewählt. Typischerweise kann man
eine Vorsuspension benutzen, die ein Konzentrat von schwebenden
Graphitteilchen in einem Gel ist, wobei der Graphitanteil typischerweise
zwischen 20 und 30 Gew.-% liegt. Das Trägerfluid ist dann generell
Wasser. Der Anteil an Vorsuspension, die dem Trägerfluid zugesetzt wird, beträgt typischerweise
1 bis 8%.
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In
der Praxis kann es von Vorteil sein, wenn das erfindungsgemäße Verfahren
zusätzlich
eine Anpassung des Beschichtungsproduktdurchsatzes umfasst, um eine
zeitliche Stabilität
des Spritzstrahls zu erzielen, insbesondere zwischen dem Zeitpunkt
außerhalb
des Gießvorgangs,
wo die Spritzpistolen auf die Walzen eingestellt werden, und während des
Gießens.
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Die
Anpassung der Zusammensetzung kann rückwirkend in Abhängigkeit
von Messungen erfolgen, die auf der Gießmaschine (1) (typischerweise mittels
einer Regelschleife) oder automatisiert durchgeführt werden. Dabei umfassen
die Messungen typischerweise solche, die unter den optischen, Laser-, Infrarot-,
Vibrations- oder mechanischen Spannungsmessungen gewählt werden.
Beispielsweise kann die auf der Oberfläche (10) der Walzen
vorhandene Menge an Beschichtungsstoff mit einem Detektor bestimmt
werden (z. B. einem optischen Detektor, einem Lasersystem, einer
Kamera oder einem Infrarotdetektor), der ein Signal erzeugt, das
rückwirkend
zur Regelung der Zusammensetzung des Beschichtungsproduktes genutzt
werden kann. Die Anpassung der Zusammensetzung kann dann einer Regelung
entsprechen. Das Verfahren der Erfindung kann in einem Verfahren
zur Regelung einer Maschine zum Stranggießen zwischen Walzen enthalten
sein.
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Erfindungsgemäß weist
die auf einer Maschine zum Stranggießen zwischen Walzen einsetzbare
Vorrichtung zur Beschichtung einer Walze (1A, 1B)
Beschichtungsmittel (5, 51, 52, 6, 61, 62, 7, 8, 20, 21)
zum Auftragen wenigstens eines Beschichtungsproduktes (24)
auf die Walzen auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel
(30 bis 41) aufweist, um die Zusammensetzung des
Beschichtungsproduktes beim Auftragen auf die Walzen anzupassen.
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Dabei
ist die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung
zur Durchführung
des Beschichtungsverfahrens der Erfindung geeignet.
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Die
Beschichtungsmittel umfassen vorteilhaft Mittel (20) zur
Kontrolle der Durchsatzleistung der Spritzvorrichtungen (5, 51, 52),
wie zum Beispiel eine Verdrängerpumpe.
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Die
Rohrleitungen (6, 21) können aus verschiedenen Werkstoffen
sein, die mit dem Beschichtungsprodukt und den Umgebungsbedingungen
einer Stranggießmaschine
kompatibel sind. Sind die Spritzvorrichtungen beweglich, ist vorzugsweise
ein Abschnitt (6) der Rohrleitungen flexibel.
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Die
Beschichtungsmittel können
an verschiedenen Stellen am Umfang der Walzen angeordnet sein. Sie
sind jedoch vorteilhaft austrittsseitig angeordnet, d. h. auf der
Seite des Metallbandes, um mit dem flüssigen Metall nicht in Kontakt
zu kommen, was zu Explosionsgefahren führen könnte.
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Für den sehr
häufigen
Fall, dass das Beschichtungsprodukt ein Trägerfluid wie Wasser und einen
festen Beschichtungsstoff wie Graphit enthält, können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel auch
aktive oder passive Mittel (38, 39) wie z. B.
ein Rührwerk
(38) oder ein Leitblech (39) aufweisen, um das
Beschichtungsprodukt zu homogenisieren. Dabei können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel
eventuell Mittel (38) aufweisen, um die Beschichtungsstoffteilchen
in Schwebe zu halten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung, die in 3 abgebildet ist, weisen die
Mittel (30 bis 41) zur Anpassung od. Einstellung
der Zusammensetzung des Beschichtungsproduktes ein Mischwerk (40),
eine Beschichtungsstoffzuführung (41),
ein Regelungsmittel (32) für die Beschichtungsstoffzuführung und
eine Trägerfluidzuführung (30) auf.
Das Regelungsmittel (32) ermöglicht es, die dem Mischwerk
(40) zugeführte
und mit den Beschichtungsmitteln auf die Walzen aufgetragene Menge
an Beschichtungsstoff zu kontrollieren und entsprechend einzustellen.
Dabei kann das Regelungsmittel (32) zum Beispiel eine Dosierpumpe
aufweisen.
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Das
Mischwerk (40) kann auch ein Venturi, ein Zwischenreservoir
oder ein Topf sein. Das Mischwerk (40) hat vorzugsweise
ein sehr geringes Fassungsvermögen
(zum Beispiel 1 bis 2 Liter), wodurch sich insbesondere die Beschichtungsstoff-Konzentration
im Beschichtungsprodukt schnell variieren lässt. Das Mischwerk (40)
kann für
mehrere Spritzvorrichtungen gleichzeitig vorgesehen sein.
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In 4 sind
zwei Ausführungsarten
der Anpassungsmittel (30 bis 41) abgebildet. Bei
der Ausführungsart
der 4a) umfassen diese Mittel (30 bis 41)
ein Reservoir (34) zur Aufnahme des Konzentrats (35),
ein Regelungsmittel (32) für die Beschichtungsstoffzufuhr,
Rohrleitungen (31, 33), eine Trägerfluidzuführung (30),
ein Zwischenreservoir (36) zur Aufnahme des Beschichtungsproduktes
(24), eine Mischzone (37) und ein Rührwerk (38).
Bei der Ausführungsart
der 4b) umfassen die Mittel (30 bis 41)
ein Reservoir (34) zur Aufnahme des Konzentrats (35),
ein Regelungsmittel (32) für die Beschichtungsstoffzufuhr,
Rohrleitungen (31, 33), eine Trägerfluidzuführung (30),
einen Topf (36) zur Aufnahme des Beschichtungsproduktes
(24), eine Mischzone (37), Leitbleche (39)
und ein Rührwerk
(38).
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Die
Anmelderin ist auf die Idee gekommen, dass sich durch die Verdünnung eines
Beschichtungsstoff-Konzentrats in einem Trägerfluid in einem Mischwerk
(40), insbesondere dann, wenn letzteres ein geringes Fassungsvermögen aufweist,
die Sedimentationsprobleme des Beschichtungsstoffs vermeiden lassen,
welche Sedimentationsprobleme bei bekannten Vorrichtungen (die gewöhnlich im Batch-Modus
unter Verwendung von Reservoirs (22) mit großem Fassungsvermögen, nämlich zwischen 100
und 200 Litern arbeiten) häufig
beobachtet werden und zu Schwankungen in der effektiven Zusammensetzung
des Beschichtungsproduktes in Bezug auf den Nominalwert führen. Die
Verwendung eines oder mehrerer Mischer (40) mit geringem
Fassungsvermögen
ermöglicht
es auch, deren Volumen und somit die Größe der Gießanlagen zu reduzieren. Auch
die Steuerung wird dadurch vereinfacht.
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Liegt
der Beschichtungsstoff in Form eines Konzentrats (35) vor,
das mit dem Trägerfluid
verdünnt
werden kann, umfasst die Beschichtungsstoffzuführung (41) vorteilhaft
ein Reservoir (34), von dem aus das Mischwerk (40)
in geregelter Weise versorgt werden kann.
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Die
Mittel (30 bis 41) zur Anpassung der Zusammensetzung
des Beschichtungsproduktes können
eine Anpassungsvorrichtung (42) bilden, die in vorteilhafter
Weise getrennt, lösbar
und/oder demontierbar ausgestaltet ist, was deren Instandhaltung vereinfacht.
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Die
Beschichtungsvorrichtung der Erfindung kann Mittel aufweisen, um
die Anpassung der Zusammensetzung rückwirkend in Abhängigkeit
von auf der Gießmaschine
durchgeführten
Messungen zu kontrollieren, zum Beispiel mittels einer Regelschleife.
Sie kann auch Mittel aufweisen, um die Anpassung der Zusammensetzung
automatisiert zu kontrollieren.
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Die
Spritzvorrichtungen (5, 51, 52) werden typischerweise
aus der Gruppe der Spritzdüsen
und -pistolen gewählt
Dabei können
die Beschichtungsmittel nur eine Spritzvorrichtung (5)
je Walze (1) oder mehrere Spritzvorrichtungen
(51, 52) pro Walze (7 und 9)
einschließen.
Im letzteren Fall können
die Spritzvorrichtungen übereinander
liegen (wie in 7 abgebildet) oder entlang der
Walze verteilt sein (wie in 9 abgebildet).
Die Beschichtungsmittel können
auch Mittel aufweisen, um die Spritzvorrichtungen längs der
Walze zu bewegen, typischerweise in einer Pendelbewegung oder einer Hin-
und Herbewegung zwischen dem einen (11) und dem anderen
Ende (12) der Walze.
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Nach
einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfassen die Beschichtungsmittel
eine Spritzvorrichtung (5) für jede Walze (1A, 1B)
und Mittel (80 bis 84), um die Spritzvorrichtung
(5) längs
jeder Walze zu bewegen, typischerweise in einer Hin- und Herbewegung.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung umfassen die
Beschichtungsmittel mindestens zwei Spritzvorrichtungen (51, 52)
für jede Walze
(1A, 1B), wobei diese Spritzvorrichtungen eine
einstückige
Anordnung bilden, sowie Mittel (80 bis 84), um
jede Anordnung längs
jeder Walze zu bewegen, typischerweise in einer Hin- und Herbewegung.
Dabei liegen die Spritzvorrichtungen jeder Anordnung vorteilhaft übereinander,
wie in 7 abgebildet, wenn breite Bänder hergestellt werden sollen (was
normalerweise durch die begrenzte Höchstgeschwindigkeit der Mittel
zur Bewegung der Spritzvorrichtungen erschwert wird).
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Die
Bewegungsmittel (80 bis 84) umfassen typischerweise
einen beweglichen Träger
oder Schlitten (80), eine Schiene (81) und Antriebsmittel (82, 83, 84)
wie z. B. einen Motor. Dabei sind diese Bewegungsmittel (80 bis 84)
geeignet, die Spritzvorrichtungen vorzugsweise längs einer parallel zur Achse
(A, B) der Walze verlaufenden Achse hin und her zu bewegen.
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Nach
einer anderen vorteilhaften Variante der Erfindung umfassen die
Beschichtungsmittel mindestens zwei Spritzvorrichtungen (5)
pro Walze, wobei diese Spritzvorrichtungen auf einer Linie angeordnet
sind, die im Wesentlichen parallel zur Achse (A, B) jeder Walze
(1A, 1B) verläuft.
Dabei sind die Spritzvorrichtungen typischerweise gleich weit voneinander
entfernt.
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Die
Ausrichtung der Spritzvorrichtungen kann fest oder variabel sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
kann außerdem
Mittel aufweisen, um mindestens eine der Spritzvorrichtungen in
Bezug auf eine bestimmte Achse zu verschwenken, wodurch die Auftrefffläche der
Spritzvorrichtung vergrößert und
eventuell deren Zahl verringert werden kann. Dabei ist die Schwenkachse
typischerweise vertikal.
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Von
besonderem Interesse ist die Erfindung, wenn mindestens zwei Spritzvorrichtungen
pro Walze eingesetzt werden. In solchen Fällen kann nämlich die Überlappung der Spritzkegel
(9, 91, 92) und der Auftreffflächen (100, 101, 102)
zu starken Schwankungen in der Gesamtverteilung des Beschichtungsstoffs
der verschiedenen Spritzvorrichtungen führen. Wie schematisch in 5 gezeigt,
wo D die Oberflächendichte
des Beschichtungsstoffs darstellt, kann die gesamte Auftrefffläche zweier
nebeneinander liegender Spritzvorrichtungen nicht nur radiale Dichteschwankungen
erfahren, wie dies bei nur einer Spritzvorrichtung der Fall ist,
sondern auch sehr starke Dichteschwankungen in der Kontaktzone zwischen
Spritzkegeln und Auftreffflächen,
selbst wenn die Beschichtung in den Zonen S, wo sich die Auftreffflächen nicht überlappen,
nahe beim Nominalwert N liegen kann. 5a)
entspricht dem Fall, wo die zwei Spritzstrahlen einen relativ geschlossenen Winkel
im Verhältnis
zum gewünschten
Optimalwert bilden; die Überlappung
zwischen den Spritzkegeln und den beiden Auftreffflächen ist
in diesem Fall sehr gering oder gleich Null, was zu ungenügend beschichteten
Zonen E bezogen auf den Nominalwert N führt. 5b)
entspricht dem Fall, wo die zwei Spritzstrahlen einen relativ offenen
Winkel im Verhältnis zum
gewünschten
Optimalwert bilden; die Überlappung
zwischen den Spritzkegeln und den beiden Auftreffflächen ist
in diesem Fall nicht unbedeutend oder sogar groß, was zu exzessiv beschichteten
Zonen R bezogen auf den Nominalwert N führt. 6 zeigt, dass
sich eine ähnliche
Erscheinung auch dann ergeben kann, wenn die Überlappungszonen zwischen den
Auftreffflächen
sehr groß sind.
In diesem letztgenannten Fall kann die aufgetragene Beschichtungsmenge
in bestimmten Zonen sehr stark variieren, und zwar zwischen einer
ungenügenden
Beschichtung in bestimmten Zonen T, wenn der Strahlwinkel relativ geschlossen
im Verhältnis
zum gewünschten
Optimalwert ist (6a), und einer exzessiven
Beschichtung in den gleichen Zonen T, wenn der Strahlwinkel relativ
offen ist (6b).
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Die
erfindungsgemäße Maschine
(1) zum Stranggießen
zwischen Walzen kann zur Bestimmung der an der Oberfläche (10)
der Walzen vorhandenen Beschichtungsstoffmenge mindestens einen Detektor
aufweisen, welcher ein Signal erzeugt, das rückwirkend zur Anpassung der
Zusammensetzung des Beschichtungsproduktes verwendet werden kann.
Dabei wird der Detektor typischerweise unter den optischen Detektoren,
den Lasersystemen, den Kameras, den Infrarot-, Vibrations- und mechanischen
Spannungsdetektoren gewählt.
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Bei
dem Regelungsverfahren gemäß der Erfindung
kann die Anpassung in Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen der Maschine (1) durchgeführt werden.
Sie kann auch rückwirkend
in Abhängigkeit von
auf der Gießmaschine
durchgeführten
Messungen erfolgen, zum Beispiel mittels einer Regelschleife. Die
Messungen können
solche umfassen, die unter den optischen, Laser-, Infrarot-, Vibrations-
oder mechanischen Spannungsmessungen gewählt werden. Die Anpassung der
Zusammensetzung kann auch automatisiert erfolgen.
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Die
Erfindung bezieht sich vor allem auf die Herstellung von Bändern aus
Nichteisenmetallen, insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumlegierung
oder aus Kupfer oder Kupferlegierung.
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Beispiele
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Es
wurden Bänder
aus der Aluminiumlegierung 1100 (gemäß Nomenklatur der Aluminium
Association) in einer Dicke von 3 mm und einer Breite von 1800 mm
mit Geschwindigkeiten von bis zu 3,5 mm/min bei einer Spannkraft
von 1000 t/Seite unter Verwendung einer in Wasser verdünnten Vorsuspension
mit 21% Graphit mit einer Anpassung des Graphitgehalts von etwa
2 bis 3% erfindungsgemäß gegossen.
Die Oberflächenqualität der Bänder wurde mit
einer Makroprüfung
von Proben in voller Breite untersucht. Dabei verzeichnete die Anmelderin
eine bedeutende Verbesserung der Oberflächenqualität der Bänder, eine größere Reproduzierbarkeit
dieser Qualität
und eine ca. 10% höhere
Produktivität
im Vergleich zu der, die bei Gießprozessen mit Beschichtung
im Batch-Modus mit Reservoirs mit großem Fassungsvermögen und
einer einfacher Einstellung der Beschichtungsproduktmenge beobachtet wird.
Sie führt
diese Verbesserungen auf eine gleichmäßigere und besser kontrollierte
Verteilung des Beschichtungsstoffs zurück.
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Vorteile der Erfindung
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Durch
die Erfindung, die sich in existierende Verfahren und Vorrichtungen
zum Stranggießen
zwischen Walzen integrieren lässt,
kann die Qualität
der hergestellten Bänder
und die Konstanz der Beschichtung auf den Walzen verbessert werden.
Die Qualität wird
insbesondere durch die Einstellung der Spritzstrahlen verbessert,
die unabhängig
vom Betriebsbereich der Maschine gleich bleiben kann. Durch die Konstanz
der Beschichtung kann bei gegebenen Betriebsbedingungen die zur
Herstellung von Bändern festgelegter
Qualität
erforderliche Beschichtungsproduktmenge spürbar reduziert werden.