DE68919147T2

DE68919147T2 - Verfahren und Einrichtung zum Blech-Stranggiessen mit Doppelrollen.

Info

Publication number: DE68919147T2
Application number: DE68919147T
Authority: DE
Inventors: Kenichi C O Daiichi-G Miyazawa
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: EP0353736A3; CA1328976C; US4986339A; JPH0241742A; EP0353736B1; EP0353736A2; JP2649066B2; DE68919147D1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen mit Doppelwalzen, die mit der Herstellung von Gußteilen in der Form von Blechen direkt aus Metallschmelze verbunden ist.
Das Verfahren zum Gießen von Metallblechen durch Gießen von Metallschmelze in den durch ein Paar von gegeneinander rotierenden Walzen begrenzten Raum ist als das Doppelwalzenverfahren bekannt. Bei diesem Verfahren wird in einem passenden Intervall von oben Metallschmelze in den durch die zwei parallel zueinander angeordneten Walzen begrenzten Raum gegossen. Diese Metallschmelze wird mit den Walzen in Berührung gebracht und gekühlt, mit dem Ergebnis, daß auf der Oberfläche jeder Walze eine verfestigte Hülle gebildet wird. Die beiden derart gebildeten verfestigten Hüllen bewegen sich, während die Walzen rotieren, nach unten, und aufgrund der Hitzeabführung durch die Walzen nimmt gleichzeitig ihre Dicke zu. Wenn die beiden verfestigten Hüllen mit erhöhter Dicke eine Stelle erreichen, an der sich der Raum verengt, werden sie zu einem Teil zusammengefügt und zu einem Gußteil mit einer spezifizierten Dicke gewalzt, welches kontinuierlich unterhalb der Walzen abgezogen wird.
Bei diesem Stranggieß-Verfahren mit Doppelwalzen fließt auch Metallschmelze in die Richtung parallel zur Walzenachse, wenn sie in den durch die Walzen begrenzten Raum gegossen wird. Aus diesem Grund fließt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen zu niedrig für die Flußgeschwindigkeit der Metallschmelze ist, ein Teil der Metallschmelze ohne sich zu verfestigen von den beiden Enden jeder Walze ab.
Bei bekannten Gießverfahren werden an beiden Enden jeder rotierenden Walze Seitendämme vorgesehen, um dieses Ausfließen von Metallschmelze zu verhindern. Befestigte Seitendämme, die in obere und untere Bereiche geteilt werden, werden verwendet, wie zum Beispiel in JP-A-60-162558 und JP- A-61-144245 offenbart, und das schwingende Seitendammverfahren wird in JP-A-60-166146 und JP-A-60-170559 offenbart. Das in JP-A-60-221155 offenbarte Verfahren ist ebenfalls bekannt; bei diesem Verfahren werden von beiden Enden jeder Walze nach innen, nicht an beiden Enden, Seitendämme verlegt.
In dem in JP-A-57-94456 offenbarten Stranggießer für Metallbleche wird ein Paar von rotierenden Körpern (d. h. Walzen) parallel zueinander angeordnet, jeder wird so bearbeitet, daß er sich in die Achsenrichtung und in die Richtungen mit rechtem Winkel zu diesen Achsenrichtungen bewegen kann und wird in einer Weise verwendet, daß die beiden Walzen wechselseitig in die Achsenrichtung verschoben werden. Es wird ein Paar Platten zur Steuerung der Blechbreite, von denen jede eine kreisbogenförmige, an die Oberflächenform der Walzenmantelfläche angepaßte Seitenkante hat, verwendet. Eine Steuerplatte wird so positioniert, daß sie mit einer ihrer Hauptflächen ein Ende einer Walze berührt und daß sie mit ihrer kreisbogenförmigen Seitenkante auch die Mantelfläche der anderen Walze berührt; die andere Steuerplatte wird so positioniert, daß sie mit einer ihrer Hauptflächen ein Ende der anderen Walze berührt und daß sie mit ihrer kreisbogenförmigen Seitenkante auch die Mantelfläche der oben genannten Walze berührt. Dieser Aufbau ermöglicht die wahlweise Herstellung von Metallblechen mit verschiedenen Dicken und/oder Breiten.
Beim Blech-Stranggießen mit Doppelwalzen sind Gießtechniken mit variabler Breite sehr wichtig, da die Anforderungen an die Breite von Gußteilen oder Gußerzeugnissen sehr unterschiedlich sind. Es ist ebenso wichtig, daß Gußteile gute Kantenformen haben. Bei dem Gießverfahren, bei dem an den Walzenenden Seitendämme vorgesehen sind, ist die Breite eines Gußteiles gleich der Walzenlänge, und es ist unmöglich, die Breite des Gusses zu ändern. Wenn der Seitendamm darüberhinaus abgeschliffen wird, fließt durch Grate, die zwischen Walzenende und Seitendammoberfläche erzeugt werden, und durch verfestigtes Metall, das auf der Oberfläche des Damms gebildet wird, Metallschmelze aus einem Zwischenraum, der sich aus diesem Schliff ergibt, oder es tropft auf die Oberfläche des Gusses. Als Folge ist es schwierig, gute Bleche strangzugießen.
Bei dem Verfahren, bei dem die Seitendämme von beiden Walzenenden nach innen verlegt werden, ist es schwierig, Bleche mit guten Kantenformen und gleichmäßiger Breite strangzugießen, weil sich Grate bilden und zwischen der Walzenmantelfläche und der Kante des Seitendamms Metallschmelze durchtröpfelt.
Wenn keine Seitendämme verwendet werden und der Ausfluß von Metallschmelze von den Walzenenden dadurch verhindert wird, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen auf einen hohen Wert relativ zur Fließgeschwindigkeit der Metallschmelze eingestellt wird, hat der Guß eingekerbte Kanten. In diesem Fall ist es daher sehr schwierig, die Gußbreite in der longitudinalen Richtung des Gusses gleichmäßig zu machen, und es ist auch äußerst schwierig, die Bußbreite zu ändern.
Wenn das Gußteil schlechte Kantenformen und ungleichmäßige Breiten hat, ist es gewähnlich notwendig, die Gußkanten zu schleifen und die Breite im Herstellungsprozeß gleichmäßig zu machen, wobei die Ausbeute erniedrigt und die Zahl der Arbeitsschritte erhöht wird.
Es ist auch ein Gießverfahren bekannt, bei dem keine Seitendämme verwendet werden. Dieses Verfahren ist in der Patentbeschreibung von JP-A-266946/89 (nachträglich veröffentlicht) und in "Material and Process", Bd. 1 (1988), Nr. 2 (4. März 1988), herausgegeben vom Iron and Steel Institute of Japan, Seite 389) offenbart. Dieses Verfahren verwendet ein Paar Walzen, welche jeweils aus einem Hauptkörper aus rostfreiem Stahl als einem paramagnetischen Material und zwei ferromagnetischen Materialzonen (Ferriten), die entlang des gesamten Mantels des Hauptkörpers derart vorgesehen sind, daß sie in der Achsenrichtung mit Zwischenraum angeordnet sind und in der Achsenrichtung eine relativ geringe Breite haben, bestehen. Diese Walzen sind mit einer kleinen Lücke, die der Dicke des Gußbleches entspricht, parallel zueinander angeordnet, und die ferromagnetischen Materialzonen sind einander gegenüberliegend vorgesehen. Über den Walzen wird ein Paar Permanentmagnete angeordnet. Einer der Magnetpole eines Permanentmagnets zeigt mit einem kleinen Abstand dazwischen in Richtung einer der ferromagnetischen Materialzonen einer Walze, und der andere Magnetpol zeigt mit einem kleinen Abstand dazwischen in Richtung einer der ferromagnetischen Materialzonen der anderen Walze. Einer der Magnetpole eines weiteren Magneten zeigt mit einem kleinen Abstand dazwischen in Richtung der anderen ferromagnetischen Materialzone der oben genannten Walze, und der andere Magnetpol zeigt mit einem kleinen Abstand dazwischen in Richtung der anderen ferromagnetischen Materialzone der oben genannten anderen Walze. Folglich ist an den Stellen gegenuber den Polen eines Permanentmagnets eine ferromagnetische Materialzone einer Walze beispielsweise als ein N-Pol magnetisiert, und diejenige der anderen Walze ist als ein S-Pol magnetisiert. Dies bedeutet, daß die wechselseitig nächsten Teile der zwischen den Walzen gegenüberliegenden ferromagnetischen Materialzonen ebenso mit wechselseitig entgegengesetzter Polarität magnetisiert sind. Daher bilden sich zwischen den ferromagnetischen Materialzonen, die an zwei Stellen in Achsenrichtung einer Walze beabstandet sind, und den ferromagnetischen Materialzonen, die an zwei Stellen in Achsenrichtung der anderen Walze beabstandet sind, zwei magnetische Felder. Diese magnetischen Felder wirken auf die Schmelze aus geschmolzenem Metall, die von einer oberen Düse in den durch die Walzen begrenzten Raum geliefert wird, was ermöglicht, ein Gußblech mit guten Formen an beiden Kanten (d. h. nicht eingekerbten Kanten) herzustellen. Die gleiche Methode, die in JP-A-266946/89 offenbart ist, ist in "Material and Process", Bd. 1 (1988), Nr. 2 (4. März 1988, herausgegeben vom Iron and Steel Institute of Japan, Seite 389) und in "Casting of Near Net Shape Products" (einer Sammlung von Vorträgen, die auf dem vom 13. bis 17. November 1988 in Honolulu, Hawaii gehaltenen International Symposium on Casting of Near Not Shape Products vorgetragen wurden, Seiten 583-593) offenbart. JP-A-60-106651 offenbart eine Einrichtung zur Steuerung der Breite einer Metallschmelze durch elektromagnetische Kraft.
Das in JP-B-61-7137 offenbarte Herstellungsverfahren für Metallbleche ist diesen Verfahren ähnlich. Bei dem in JP-B-61-7137 offenbarten Verfahren werden Permanentmagnete verwendet. Jedes Innere beider Enden eines Paars von einander gegenüberliegenden Kühltrommeln ist mit einem Pol eines Permanentmagneten mit wechselseitig entgegengesetzter Polarität ausgestattet, und die beiden Pole des Permanentmagneten liegen einander durch die Wände der Kühltrommeln gegenüber. Die durch die Wände der Kühltrommeln hindurch ausgebildeten magnetischen Felder werden auf die gleiche Weise wirken wie die oben genannten Methoden. Die in JP-A-63-97341 offenbarte Einrichtung hat auch den gleichen Aufbau wie diejenige der in JP-B-61-7137 offenbarten Methode.
Obwohl diese auf der Verwendung von magnetischen Kräften basierenden Methoden denjenigen, die auf der Verwendung von Seitendämmen basieren, überlegen sind, ist es unmöglich, wahlweise Güsse mit guter Form beider Kanten und verschiedenen Blechbreiten herzustellen.
Es ist daher die Hauptaufgabe dieser Erfindung, ein verfahren und eine Einrichtung zur stabilen Herstellung von Gußblechen mit guter Form beider Kanten und gleichmäßiger Breite zur Verfügung zu stellen, dabei magnetische Kräfte zu nutzen und gleichzeitig eine hohe Ausbeute zu bewahren, was es ermöglicht, die Gußblechbreite zu variieren.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird gemäß eines Merkmals dieser Erfindung ein Blech-Stranggieß-Verfahren mit Doppelwalzen, bei dem ein Paar Walzen verwendet wird, zur Verfügung gestellt, um Gußbleche herzustellen, indem kontinuierlich in den durch ein parallel zueinander angeordnetes Walzenpaar begrenzten Raum Metallschmelze gegossen wird und indem die gegossene Metallschmelze gewalzt wird, während sie dazu gebracht wird, sich allmählich zu verfestigen. Die Walzen können innerlich gekühlt werden und werden einer Weise aufgebaut, daß mehrere paramagnetische Materialzonen und mindestens drei ferromagnetische Materialzonen in der Achsenrichtung abwechselnd und vollständig kombiniert sind. Alle ferromagnetischen Materialzonen der beiden parallel zueinander angeordneten Walzen liegen einander gegenüber. Durch die Wirkung der außerhalb oder innerhalb der Walzen positionierten Magnete werden an zwei Stellen, die beliebig in Richtung der Achse zwischen den ferro-magnetischen Materialzonen und den Magneten gewählt werden, magnetische Kreise gebildet. Unter diesen Bedingungen wird kontinuierlich Metallschmelze in den Raum der rotierenden Walzen geliefert, und der Fluß der Metallschmelze in die Richtung der Walzenachse wird durch magnetische Felder verhindert, die zwischen den beiden Walzen an den oben genannten zwei Stellen erzeugt werden, wodurch die Breite eines Gusses gesteuert wird.
Gemäß einem weiteren Merkmals dieser Erfindung wird eine Blech-Stranggießvorrichtung des Doppelwalzentyps zur Verfügung gestellt, bei der jede Walze innerlich gekühlt werden kann und in einer Weise aufgebaut ist, daß mindestens vier paramagnetische Materialzonen und mindestens drei ferromagnetische Materialzonen, die sich entlang des gesamten Umfangs jeder Walze erstrecken, in der Achsenrichtung abwechselnd und vollständig kombiniert sind und alle ferromagnetischen Materialzonen der beiden Walzen einander gegenüber liegen, Magnete, die die einander gegenüberliegenden ferromagnetischen Materialzonen zwischen den beiden Walzen magnetisieren können, indem sie an zwei beliebig in der Achsenrichtung gewählten Stellen magnetische Kreise zwischen den ferromagnetischen Materialzonen bilden, werden innerhalb oder außerhalb der Walzen positioniert, und eine Einrichtung zur kontinuierlichen Lieferung von Metallschmelze in den durch ein Walzenpaar zwischen den an zwei Stellen selektiv magnetisierten ferromagnetischen Materialzonen begrenzten Raum wird über den Walzen positioniert, um Gußbleche herzustellen, indem kontinuierlich in den durch ein Paar gegenüberliegender zueinander parallel angeordneter Walzen begrenzten Raum Metallschmelze gegossen wird und indem die gegossene Metallschmelze gewalzt wird, während sie dazu gebracht wird, sich allmählich zu verfestigen.
Gemäß noch eines weiteren Merkmals dieser Erfindung werden Walzen zur Verfügung gestellt, die in einer Blech- Stranggießvorrichtung des Doppelwalzentyps verwendet werden, in der jede Walze innerlich gekühlt werden kann und in einer Weise aufgebaut ist, daß mindestens vier paramagnetische Materialzonen und mindestens drei ferromagnetische Materialzonen, die sich entlang des gesamten Umfangs jeder Walze erstrecken, in der Achsenrichtung abwechselnd und vollständig kombiniert sind, um Gußbleche herzustellen, indem kontinuierlich in den durch ein parallel zueinander angeordnetes Walzenpaar begrenzten Raum Metallschmelze gegossen wird und indem die gegossene Metallschmelze gewalzt wird, während sie dazu gebracht wird, sich allmählich zu verfestigen.
Austenitischer rostfreier Stahl kann beispielsweise als paramagnetisches Material für Walzen verwendet werden, und beispielsweise einfacher Kohlenstoffstahl kann als ferromagnetisches Material für Walzen verwendet werden. Der Grund, warum mindestens drei ferromagnetische Materialzonen zur Verfügung gestellt werden, ist, daß Gußbleche mit wenigstens zwei verschiedenen Breiten hergestellt werden können, wenn zwei dieser Zonen beliebig gewählt und magnetisiert werden und Metallschmelze an die Lücke zwischen den beiden magnetisierten Bereichen geliefert wird. Es ist wünschenswert, daß wenigstens zwei ferromagnetische Materialzonen auf jedem Haltestreckenbereich der beiden Walzen zur Verfügung gestellt werden, wobei der Mittelteil der Walzenlänge als das Symmetriezentrum dient. In diesem Fall ist es möglich, durch beliebige Wahl und Magnetisierung zweier ferromagnetischer Materialzonen und Lieferung von Metallschmelze an den Mittelteil der Walzenlänge Gußbleche mit mindestens vier verschiedenen Breiten herzustellen. Durch Änderung der Lage des Magneten ist es möglich, beliebige zwei Stellen auf der Walzenlänge zu magnetisieren und dadurch Gußbleche mit unterschiedlichen Breiten herzustellen, selbst wenn die ganze Walze aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist. In diesem Fall jedoch kann kein auf ein begrenztes Gebiet konzentriertes magnetisches Feld erzeugt werden, und daher ist es unmöglich, eine genaue Steuerung der Gußbreite zu betreiben.
Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, die Gußblechbreite durch selektive Änderung magnetisierter Zonen an zwei Stellen und daher das magnetische Feldintervall für jeden der verschiedenen Gießvorgänge oder während eines Gießvorgangs zu variieren. Weitere Merkmale dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, in Verbindung mit den Zeichnungen im Anhang betrachtet, deutlich.
Figur 1 ist eine Draufsicht auf ein Walzenpaar, Magnete und eine Düse zum Gießen von Metallschmelze in die Blech-Stranggießeinrichtung des Doppelwalzentyps.
Figur 2 ist eine schematische Ansicht des entlang der Linie II-II in Figur 1 gezogenen Schnitts.
Figur 3 ist ähnlich Figur 1 eine Draufsicht auf ein Walzenpaar, Magnete und die Düse der Blech-Stranggießeinrichtung des Doppelwalzentyps, die ein weiteres Variationsbeispiel darstellt.
Figur 4 ist eine schematische Ansicht des entlang der Linie IV-IV in Figur 3 gezogenen Schnitts.
Figur 5 ist eine schematische Seitenansicht, die in der Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang der Linie V- V in Figur 4 genommen wurde.
Figur 1 zeigt als Draufsicht ein parallel zueinander angeordnetes Walzenpaar, das der Hauptbestandteil der Blech- Stranggießvorrichtung des Doppelwalzentyps ist. Zylindrische Walzen 10A und 10B, die jeweils einen von Rahmenelementen (nicht gezeigt) durch Auflager getragenen Walzenstiel 12 als einen wesentlichen Teil haben, werden als bekannte innerlich wassergekühlte Strukturen gebildet. Die Walze 10A ist eine Struktur, in der eine zylindrische paramagnetische Materialzone 14a in der Achsenrichtung im Mittelteil, sechs auf den Stielendseiten beider Walzen relativ zu diesem Mittelteil symmetrisch angeordnete zylindrische paramagnetische Materialzonen 16a und sechs ebenso relativ zum Mittelteil symmetrisch positionierte zylindrische ferromagnetische Materialzonen 18a, 20a und 22a in der Richtung der Achse wechselweise kombiniert werden. Die paramagnetischen Materialzonen 16a haben in der Achsenrichtung (in dieser Patentbeschreibung Breite genannt) eine kleinere Länge als die paramagnetische Materialzone 14a. Die ferromagnetischen Materialzonen 18a, 20a und 22a sind jeweils zwischen mehreren paramagnetische Materialzonen 16a und 14a positioniert. Daher sind die Lücken zwischen den Zonen 18a, 20a und 22a durch die Breite der Zonen 16a bestimmt. Die Beschreibung der Walze 10A kann auf die Walze 10B angewandt werden, indem der an jede Bezugsziffer angehängte Buchstabe "a" durch "b" ersetzt wird, und die Beschreibung des Aufbaus der Walze 10B wird übergangen. Das gleiche gilt für die folgenden Beschreibungen.
Die Vorrichtung dieser Erfindung ist mit einem Paar Magnete 24 und 26 ausgestattet, die als Ganzes ungefähr U- Form haben und die Elektromagnete oder Permanentmagnete sein können. Jeder der Magnete 24 und 26 wird von Trägerelementen (nicht gezeigt) getragen, so daß die zwei freien Enden (N- und S-Pole) sich den ferromagnetischen Materialzonen der einander gegenüberliegenden Walzen 10A und 10B nähern (siehe Figur 2) oder sich davon entfernen können. Die Magnete 24 und 26 werden selektiv so positioniert, daß sie jeder der ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b gegenüberliegen, wobei sich jeder relativ zu den paramagnetischen Materialzonen 14a und 14b auf der umgekehrten Seite befindet (die Zonen vorzugsweise in symmetrischen Positionen, wie in Figur 1 gezeigt).
Eine bekannte Spaltdüse 28 zur Lieferung von Metallschmelze von oben an den durch die Walzen 10A und 10B begrenzten Raum hat eine entlang dieses Raumes in der Richtung der Walzenachse verlängerte Form und wird so positioniert, daß sie gegenüber den paramagnetischen Materialzonen 14a und 14b liegt.
Wenn die N- und S-Pole des Magneten 26 nun bezugnehmend auf die Figuren 1 und 2 zum Beispiel veranlaßt werden, sich den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b zu nähern, breiten sich die vom Magnet 26 erzeugten magnetischen Felder durch die ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b aus. Folglich werden auf den Oberflächen der ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b die N- und S-Pole eines Magneten gebildet, und in dem Raum zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b wird ein magnetisches Feld erzeugt. Je stärker die Magnetkraft des Magnets 26 ist, desto höher ist die Stärke dieses Magnetfeldes. Außerdem erhöht sich die Stärke dieses Magnetfeldes, wenn sich der N- und S-Pol des Magneten 26 den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b nähern, wobei keiner mit den Zonen 20a und 20b in Berührung kommt. Außerdein erhöht sich die Stärke dieses Magnetfeldes mit kleiner werdender Lücke zwischen den gegenüberliegenden Teilen der Walzen 10A und 10B.
Wenn der Magnet 24 ebenso veranlaßt wird, sich den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b auf der anderen Seite zu nähern, wird im Raum zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b auf der anderen Seite ein starkes Magnetfeld erzeugt.
Figur 1 zeigt einen Fall, in dem unter Verwendung zweier Magnete 24 und 26 in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b an zwei Stellen starke Magnetfelder erzeugt werden. Es ist möglich, starke Magnetfelder in den festgelegten Positionen der ferromagnetischen Materialzonen in den Walzenlücken zu erzeugen, indem diese beiden Magnete näher an ein weiteres Paar von ferromagnetischen Materialzonen bewegt werden oder indem zum Beispiel die Stromquellen für sechs in der Nähe von sechs Paaren von ferromagnetischen Materialzonen 18a, 20a und 22a eingebaute Elektromagnete geschaltet werden.
Wenn sich Metallschmelze mit einer Geschwindigkeit in einem Magnetfeld bewegt, wird die Metallschmelze einer elektromagnetischen Kraft in der dieser Bewegung entgegengesetzten Richtung unterworfen, und die Bewegung der Metallschmelze wird verlangsamt. Wenn Metallschmelze durch die Düse 28 in den durch die rotierenden Walzen begrenzten Raum gegossen wird, fließt auch Metallschmelze in regellosen Flüssen in die Richtung der Walzenachse, und der Metallschmelzenfluß und die Schwingung des Meniskus werden auf die Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b an zwei Stellen, an denen starke Magnetfelder erzeugt werden, begrenzt, und Gußteile mit gleichmäßiger Breite und guten Kantenformen können hergestellt werden.
Ein Fall, in dem in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b an zwei Stellen starke magnetische Felder erzeugt werden, wird hinsichtlich der Gußbreite betrachtet. Wenn der in Figur 1 gezeigte Abstand zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 20a an zwei Stellen mit x bezeichnet wird und die Länge dieser ferromagnetischen Materialzonen in der Richtung der Walzenachse (d. h. Breite) mit t bezeichnet wird, ist die Gußbreite im Fall von starken Magnetfeldern fast gleich dem Wert von x und im Fall relativ schwacher Magnetfelder gleich dem Wert x + 2t. Auf diese Weise ist es möglich, durch Änderung der Stärke von Magnetfeldern die Gußbreite zwischen x und x + 2t zu ändern.
Wenn die Gußbreite wesentlich geändert werden soll, führen starke, in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 18a und 18b an zwei Stellen in Figur 1 erzeugte Magnetfelder zu einer Gußbreite, die annähernd gleich den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 18a und 18b an zwei Stellen ist; auf diese Weise erhöht sich die Gußbreite wesentlich. Wenn in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 22a und 22b an zwei Stellen starke Magnetfelder erzeugt werden, ist die Gußbreite annähernd gleich den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 22a und 22b an zwei Stellen, und daher kann die Gußbreite wesentlich verringert werden.
Übrigens ist es durch schnelles Ändern der Lage des Magnetfeldes in der Walzenlücke möglich, die Gußbreite nicht nur für jeden Guß, sondern auch während des Gießens zu variieren.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Fall, in dem ferromagnetische Material Zonen an sechs Stellen in der Richtung der Walzenachse verbunden sind. In diesem Fall kann die Gußbreite ferner wesentlich verändert werden, indem die Walzenlänge verlängert und gleichzeitig indem die Zahl der ferromagnetischen Materialzonen erhöht wird.
Selbst in zusammengesetzten Walzen, die aus in Figur 1 und 2 dargestellten unterschiedlichen Materialien bestehen, ist es möglich, das Innere der Walzen zu kühlen, indem es mit einem Durchlauf zum Einführen eines Kühlmediums ausgestattet wird, und es ist wünschenswert, daß das Walzeninnere gekühlt wird, wenn für eine relativ lange Zeit Metallschmelze mit hohen Temperaturen gegossen wird.
Wenn die Häufigkeit des Oberflächenschliffs von zusammengesetzten, aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Walzen zu hoch ist, tritt aufgrund eines Unterschieds in der Abnutzungsgeschwindigkeit an der Grenze zwischen ferromagnetischen Materialzonen und paramagnetischen Materialzonen ein Unterschied im Oberflächenniveau auf. Es ist notwendig, diesen Niveauunterschied zu verhindern, da er zu Schwankungen in der Gußdicke in der transversalen Richtung führt. Dieser Niveauunterschied kann durch Ausstattung der Walzenoberläche mit einer dünnen Schutzschicht aus einem paramagnet ischen Material oder einem dünnwandigen Zylinder aus einem paramagnetischen Material und dadurch Bildung einer neuen Walzenoberfläche verhindert werden. Übrigens ist die Dicke der Schutzschicht und des dünnwandigen Zylinders vorzugsweise 3 mm oder weniger. Je geringer diese Dicke, desto größer ist die Stärke des Magnetfelds in der Walzenlücke; eine geringe Dicke ist günstig, um den Fluß von Metallschmelze in die Richtung der Walzenachse und die Schwingung des Meniskus zu unterdrücken.
Die oben erwähnte Schutzschicht wird zum Beispiel mittels dem Niederdruck-Plasmaspritzverfahren, dem gewöhnlichen Spritzverfahren unter Luftdruck und dem Galvanisierungsverfahren aufgetragen. Die durch diese Verfahren gebildete Schutzschicht wird, wie erforderlich, einem Planschliff unterzogen.

Beispiel 1

Ein Paar Doppelwalzen wurde zusammengesetzt, indem wechselweise Eisenzylinder aus ferromagnetischem Material in Walzen aus austenitischem rostfreiem Stahl (paramagnetisches Material) mit 300 mm Länge und 100 mm Außendurchmesser eingearbeitet wurden. An zwei Stellen der Walzenlücke wurden unter Verwendung von Elektromagneten magnetische Gleichfelder erzeugt, und in den durch die Walzen begrenzten Raum wurde durch eine Spaltdüse geschmolzenes Zinn gegossen.
In Figur 1 war die Breite der ferromagnetischen Materialzonen 15 mm, die Breite der paramagnetischen Materialzonen 14a und 14b im Mittelteil der Walzen war 90 mm, die Breite der paramagnetischen Materialzonen 16a und 16b war 20 mm, der Durchmesser der Walzenstiele aus paramagnetischem Material 12 war 60 mm. Bleche wurden gegossen, indem die magnetische Flußdichte zwischen den Walzen im Bereich von 0 bis 1,0 Tesla, die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen im Bereich von 80 bis 250 U/min und die Flußgeschwindigkeit der gegossenen Zinnschmelze im Bereich von etwa 0,14 bis 0,5 kg/s variiert wurde und indem die Stelle, an der das Magnetfeld zwischen der Walzenlücke erzeugt wurde, vielfältig, wie in den folgenden drei Fällen, geändert wurde: Fall 1 Magnetfelder wurden in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 22a und 22b an zwei in Fig. 1 gezeigten Stellen erzeugt.
Fall 2 Magnetfelder wurden in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 20a und 20b an zwei Stellen erzeugt.
Fall 3 Magnetfelder wurden in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 18a und 18b an zwei Stellen erzeugt.
Als Folge erhielt man, wenn kein Magnetfeld erzeugt wurde, nur Gußbleche mit eingekerbten Kanten, wohingegen, wenn Magnetfelder erzeugt wurden, Gußbleche mit etwa 0,2 bis 0,5 mm Dicke mit einer gleichmäßigen Breite von etwa 90 bis 120 mm im Fall 1, mit einer gleichmäßigen Breite von etwa 160 bis 190 mm im Fall 2 und mit einer gleichmäßigen Breite von etwa 230 bis 260 mm im Fall 3 hergestellt werden konnten. Auf diese Weise wurde deutlich, daß die Gußbreite wesentlich verändert werden kann.

Beispiel 2

Die in Figur 3 bis Figur 5 gezeigte Einrichtung wurde verwendet. Die in dieser Einrichtung verwendeten Walzen 30A und 30B haben, abgesehen vom Durchmesser-Längenverhältnis, der Anzahl der ferromagnetischen Materialzonen und der Kombination von ferromagnetischen Materialzonen und paramagnetischen Materialzonen, den gleichen Aufbau wie die oben genannten Walzen 10A und 10B. Daher wird jedes Teil der Walzen 30A und 30B bezeichnet, indem die Ziffern 20 zu jeder Bezugsziffer der Walzen 10A und 10B hinzuaddiert werden, und die Beschreibung des grundlegenden Aufbaus der Walzen 30A und 30B wird unterlassen. In der Walze 30A (wie bei der Walze 10B wird die Beschreibung der Walze 30B weggelassen) werden paramagnetische Materialzonen 34a und 36a aus austenitischem rostfreiem Stahl gefertigt, und ferromagnetische Materialzonen 38a und 40a werden aus einfachem Kohlenstoffstahl gefertigt. Die Breiten X, t1 und t2 der paramagnetischen Zonen sind jeweils 100 mm, 50 mm und 25 mm, und die Breite t der ferromagnetischen Materialzonen 38a und 40a ist 50 mm. Die ganze Oberfläche der Walze 30a ist mit einer dünnen Schicht aus austenitischem rostfreien Stahl mit einer Dicke von 1 mm bedeckt.
Ein Paar neben die Walzen 30A und 30B gestellte Gleichstrom-Elektromagnete 50X und 50Y trägt jeweils Eisenjoche 52a und 52b (die Polarität des Jochs 52a unterscheidet sich von derjenigen des Jochs 52b, und beide bilden ein Paar). Das freie Ende des Jochs 52a nähert sich einer der ferromagnetischen Materialzonen 38a und 40a der Walze 30A und liegt ihr dann mit einer Lücke von 2 mm gegenüber. Das freie Ende des Jochs 52b nähert sich einer der ferromagnetischen Materialzonen 38b und 40b der Walze 30B und liegt ihr dann mit einer Lücke von 2 mm gegenüber. Die Stirnfläche des freien Endes (von rechteckiger Form) von jedem Joch hat eine Länge von 50 mm in der Richtung der Walzenachse und eine Länge von 100 mm in Richtung Walzenmantel. Die Elektromagnete 50X und 50Y werden in einer Weise auf Führungsschienen aus austenitischem rostfreiem Stahl 56a und 56b, die jeweils von Füßen 58 und 60 getragen werden, verlegt, daß sie nur in der Längsrichtung der Führungschienen gleiten können. Diese Elektromagnete 50X und 50Y können zusammen mit den Jochen 52a und 52b durch zwei Antriebe, welche Hochgeschwindigkeits-Pulsmotoren verwenden, selektiv einzeln entlang der Führungsschienen bewegt werden. Die magnetische Flußdichte in jedem in den Elektromagneten 50X und 50Y, den Jochen 52a und 52b und den ferromagnetischen Materialzonen jeder Walze gebildeten Magnetkreis war, wenn die Eingangsleistung der Elektromagnete 8 kVA betrug, bei einer Lücke zwischen den beiden Walzen von 1 mm 2 Tesla und bei einer Lücke zwischen den beiden Walzen von 2mm 1,5 Tesla.
Eine für die Walzen 30A und 30B eingebaute Spaltdüse 62 zur Lieferung von Metallschmelze wird über den Walzen positioniert, so daß sie Metallschmelze an den durch Walzen begrenzten Raum an eine Stelle gegenüber den beiden paramagnetischen Materialzonen 34a und 34b liefern kann.
In diesem Experiment wurden Gußbleche hergestellt, indem geschmolzener rostfreier Stahl mit einer Zusammensetzung aus Fe, 18 Gew.-% Cr, 8 Gew.-% Ni durch die Düse 62 geliefert wurden. Das Experiment wurde in den folgenden drei Fällen durchgeführt:

Fall 1

Bei während des Gießens festgehaltenen Positionen der Elektromagnete wurden durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Walzen zwischen 20 und 200 U/min und der Fließgeschwindigkeit der Metallschmelze zwischen 0,4 und 2,5 kg/s für jeden Guß in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 40a und 40b an zwei Stellen Magnetfelder erzeugt. Als Ergebnis zeigte sich, daß rostfreie Stahlbleche mit gleichmäßiger Breite und guten Eigneschaften mit einer Gußdicke im Bereich Von 0,4 bis 1,3 mm und einer Gußbreite im Bereich von 10 bis 20 cm gegossen werden können.

Fall 2

Bei während des Gießens festgehaltenen Positionen der Elektromagnete wurden durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Walzen zwischen 20 und 200 U/min und der Fließgeschwindigkeit der Metallschmelze zwischen 1,3 und 5,1 kg/s für jeden Guß in den Lücken zwischen den ferromagnetischen Materialzonen 38a und 38b an zwei Stellen Magnetfelder erzeugt. Als Ergebnis zeigte sich, daß rostfreie Stahlbleche mit gleichmäßiger Breite und guten Eigenschaften mit einer Gußdicke im Bereich von 0,4 bis 1,3 mm und einer Gußbreite im Bereich von 30 bis 40 cm gegossen werden können.

Fall 3

Während die Positionen der Elektromagnete 50X und 50Y während des Gießens parallel zueinander in der Richtung der Walzenachse bewegt wurden, wurden die Positionen des Magnetfelds während des Gießens so geändert, daß sie denen aus Fall 1 und Fall 2 oben entsprachen. In diesem Experiment wurde in jeder Position des Magnetfeldes für 10 Sekunden ein Magnetfeld erzeugt, und die Positionen wurden dann durch abwechselnde Bewegung der Elektromagnete geändert. Da die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektromagnete auf 10 cm/s festgesetzt war, dauerte es etwa 2 Sekunden, um die Positionen des Magnetfeldes zu ändern. Die Fließgeschwindigkeit der Metallschmelze war etwa 2 kg/s und die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen wurde für die Magnetfeldpositionen in Fall 1 auf 86 U/min und für die Magnetfeldpositionen in Fall 2 auf 37 U/min geregelt. Im Ergebnis war die Gußdicke unabhängig von den Positionen des Magnetfeldes etwa 0,95 mm und während des Gießens konstant, und die Gußbreite betrug in den Magnetfeldpositionen von Fall 1 und Fall 2 etwa 150 mm bzw. etwa 300 mm. Somit zeigte sich, daß rostfreie Stahlbleche mit gleichmäßiger Breite und guten Eigenschaften hergestellt werden können und daß die Breite sogar während des Gießens wesentlich verändert werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Blech-Stranggießen mit Doppelwalzen (10A, 10B) zur Herstellung von Gußblechen, indem kontinuierlich Metallschmelze in den durch ein Paar parallel zueinander angeordneter Walzen (10A, 10B) begrenzten Raum gegossen wird und die gegossene Metallschmelze gewalzt wird, während sie sich allmählich verfestigt, das umfaßt:

Verwendung eines Walzenpaares (10A, 10B), das innerlich gekühlt werden kann und in einer Weise aufgebaut ist, daß mehrere paramagnetische Materialzonen (14a, 16a) und mindestens drei ferromagnetische Materialzonen (18a, 20a, 22a) in der Achsenrichtung abwechselnd kombiniert werden,

Bewirken, daß alle ferromagnetischen Materialzonen der beiden Walzen einander gegenüberliegen,

Bildung von Magnetkreisen durch die Wirkung von außerhalb oder innerhalb der Walzen angeordneten Magneten (24, 26) an zwei in Achsenrichtung beliebig gewahlten Stellen zwischen den ferromagnetischen Materialzonen (20a) und den einander zwischen den beiden Walzen gegenüberliegenden Magneten (24, 26), kontinuierliche Lieferung von Metallschmelze an die Lücke der rotierenden Walzen, während die gebildeten Magnetkreise beibehalten werden, und

Vermeidung des Flusses von Metallschmelze außerhalb der Magnetfelder in der Richtung der Walzenachse durch die zwischen den gegenüberliegenden Walzen an den zwei Stellen erzeugten magnetischen Felder und dadurch Steuerung der Gußbreite.

2. Verfahren zum Blech-Stranggießen mit Doppelwalzen nach Anspruch 1, bei dem die Magnete zwei Magnete sind, die an zwei Stellen in der Richtung der Walzenachse angeordnet sind, und bei dem Gießprodukte unterschiedlicher Breite erhalten werden, indem die beiden Magnete (24, 26) in der Richtung der Walzenachse bewegt werden und daher durch Verändern des Intervalls der Magnetfelder für jeden verschiedenen Gießvorgang oder während eines Gießvorgangs.

3. Verfahren zum Blech-Stranggießen mit Doppelwalzen nach Anspruch 2, bei dem die Magnete (24, 26) für die Walzen Elektromagnete sind.

4. Verfahren zum Blech-Stranggießen mit Doppelwalzen nach Anspruch 1,2 oder 3, bei dem die Magnete (24, 26) für die Walzen mehrere Elektromagnete sind, die für jeden aller Sätze von ferromagnetischen Materialzonen einander gegenüber zwischen den beiden Walzen angeordnet werden, und wobei Gießprodukte mit unterschiedlicher Breite durch Änderung von erregten Elektromagneten und daher durch Verändern des Intervalls der Magnetfelder für jeden verschiedenen Gießvorgang oder während eines Gießvorgangs erhalten werden.

5. Vorrichtung zum Blech-Stranggießen des Doppelwalzentyps zur Herstellung von Gußblechen, indem kontinuierlich Metallschmelze in den durch ein Paar gegenüberliegende, parallel zueinander angeordnete Walzen (30A, 30B) begrenzten Raum gegossen wird und die gegossene Metallschmelze gewalzt wird, während sie sich allmählich verfestigt, wobei:

jede der genannten Walzen innerlich gekühlt werden kann und in einer Weise aufgebaut ist, daß mindestens vier paramagnetische Materialzonen und mindestens drei ferromagnetische Materialzonen, die sich entlang des gesamten Umfangs jeder Walze erstrecken, abwechselnd und vollständig in der Achsenrichtung kombiniert werden, wobei alle ferromagnetischen Materialzonen der beiden parallel zueinander angeordneten Walzen einander gegenüberliegen,

mindestens zwei Magnete, die die einander gegenüberliegenden ferromagnetischen Materialzonen zwischen den beiden Walzen durch Bildung eines Magnetkreises an zwei beliebig in der Achsenrichtung gewählten Stellen zwischen den ferromagnetischen Materialzonen magnetisieren können, außerhalb oder innerhalb der Walzen angeordnet werden, und

eine Einrichtung (28, 62) zur kontinuierlichen Lieferung von Metallschmelze an die Lücke eines Walzenpaares zwischen den an zwei Stellen selektiv magnetisierten ferromagnetischen Materialzonen über den beiden Walzen (10A, 10B; 30A, 30B) angeordnet wird.

6. Vorrichtung zum Blech-Stranggießen des Doppelwalzentyps nach Anspruch 5, wobei die Magnete für die Walzen zwei Magnete sind, die an zwei Stellen in der Richtung der Walzenachse angeordnet werden, und mit einer Vorrichtung zum Ändern der Stellen der beiden Walzen in der Richtung der Walzenachse.

7. Vorrichtung zum Blech-Stranggießen des Doppelwalzentyps nach Anspruch 6, bei der die genannten Magnete für die Walzen Elektromagnete sind.

8. Vorrichtung zum Blech-Stranggießen des Doppelwalzentyps nach Anspruch 5,6 oder 7, bei der die genannten Magnete für die Walzen mehrere Elektromagnete sind, die für jede der gesamten ferromagnetischen Materialzonen einander gegenüber zwischen den beiden Walzen angeordnet sind, und mit einer Vorrichtung zum Ändern erregter Elektromagnete für jeden unterschiedlichen Gießvorgang oder während eines Gießvorgangs.

9. Vorrichtung zum Blech-Stranggießen des Doppelwalzentyps nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der jede der Walzen an mindestens zwei Stellen auf beiden Walzenendseiten ferromagnetische Materialzonen hat, die in Verbindung mit dem als Symmetriezentrum dienenden Mittelteil der Rollenlänge stehen.

10. Vorrichtung zum Blech-Stranggießen nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der die genannte Einrichtung zur kontinuierlichen Lieferung von Metallschmelze eine in der Richtung der Walzenachse verlängerte Düse (28, 62) aufweist.

11. Walzen zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Blech-Stranggießen des Doppelwalzentyps zur Herstellung von Gußblechen, indem kontinuierlich Metallschmelze in den durch ein parallel zueinander angeordnetes Walzenpaar (10A, 10B; 30A, 30B) begrenzten Raum gegossen wird und die gegossene Metallschmelze gewalzt wird, während sie sich allmählich verfestigt, wobei jede der Walzen innerlich gekühlt werden kann und so aufgebaut ist, daß mindestens vier paramagnetische Material Zonen und mindestens drei ferromagnetische Materialzonen, die sich entlang des gesamten Umfangs jeder Walze erstrecken, abwechselnd und vollständig in Achsenrichtung kombiniert werden.

12. Walzen nach Anspruch 11, bei denen mindestens zwei ferromagnetische Materialzonen auf beiden Walzenendseiten mit dem Mittelteil der Walzenlänge, der als das Symmetriezentrum dient, verbunden sind.

13. Walzen nach Anspruch 11 oder 12, bei denen die gesamte Oberfläche jeder Walze mit einer dünnen Schicht aus paramagnetischem Material bedeckt ist.

14. Walzen nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei denen die dünne Schicht aus paramagnetischem Material eine Überzugsschicht ist.

15. Walzen nach Anspruch 13 oder 14, bei denen die Schicht aus paramagnetischem Material ein dünnwandiger Zylinder ist, der auf die Mantelfläche des Walzenkörpers (10A, 10B; 30A, 30B) aufgebracht ist.