DE69223054T2

DE69223054T2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen von metallbändern

Info

Publication number: DE69223054T2
Application number: DE69223054T
Authority: DE
Inventors: Lars Gunnar Johansson; Ralph Nystroem
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: KR940701308A; CA2112742C; JPH07500772A; EP0592539A1; KR100241614B1; SE9102022L; CA2112742A1; DE69223054D1; EP0592539B1; JP3057762B2; AU2291992A; WO1993001015A1; US5538071A; ATE159877T1; SE9102022D0

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen eines Metallbandes mit einem gekühlten und bewegten Träger und einer Zuführvorrichtung zum Zuführen von geschmolzenem Metall zu dem Träger, wobei die Zuführvorrichtung eine Gießwanne und ein horizontal verlaufendes, mit der Gießwanne verbundenes Rohr aufweist, das quer zu dem Träger angeordnet ist, eine seitliche Auslaßöffnung aufweist, die sich über die Breite des Trägers erstreckt und ein blindes Ende hat.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Beginnen des kontinuierlichen Gießens unter Verwendung einer derartigen Vorrichtung.
In der WO-A-88/02288 wird eine Vorrichtung dieser Art beschrieben, die zum Gießen von Bändern mit einer Dicke von 0,1-0,2 mm und einer Breite von ein paar Zentimetern gedacht ist. Deren horizontales Rohr ist während des Gießens vollständig mit geschmolzenem Metall gefüllt und wird nicht zur Steuerung des Stroms aus dem Rohr verwendet. Die Steuerung des Stroms aus geschmolzenem Metall ist in einer derartigen kleinen Vorrichtung nicht sehr schwierig, da die Strommenge klein ist. Aufgrund des Vorhandenseins einer großen Strommenge wird das Zuführen von geschmolzenem Metall um so schwieriger, je breiter das Band ist und je schneller der Gießvorgang abläuft.
Die Erfindung liefert eine Verbesserung hinsichtlich des Zuführens von flüssigem Metall zu dem Träger und ermöglicht ein schnelles Gießen des Bandes auch dann, wenn das Band breit ist. Die Zufuhr ist verläßlich und deren Steuerung spricht schnell an. Der Begihn des Gießens verläuft schnell und ist verläßlich.
Die Erfindung ist durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale gekennzeichnet.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 ist eine Teil- und schematisch perspektivische Darstellung einer Gießvorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Teilbereich entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Teil-Endansicht eines Verteilers, der hinsichtlich eines in den Fig. 1 und 2 gezeigten Verteilers modifiziert ist.
In den Fig. 1 und 2 sind Teile einer Bandgießvorrichtung gezeigt, die erfindungsgemäß ausgestaltet ist. Sie weißt einen angetriebenen Träger in Form eines horizontalen oder im wesentlichen horizontalen Endlosstahlbandes 11 auf, das sich auf zwei nicht gezeigten Rollen bewegt. Das Band braucht nicht vollständig horizontal verlaufen, sondern kann etwas geneigt sein. So kann es insbesondere derart geneigt sein, daß es sich in Gießrichtung etwas nach oben bewegt. Das Stahlband 11 wird an seiner Rückseite mittels nahe beieinander angeordneten Düsen 12, die Wasser auf das Band 11 sprühen, durch Wasser gekühlt. Nur zwei der zahlreichen Düsen 12 sind gezeigt. Eine Zuführvorrichtung besteht aus einer Gießwanne 13, einem zuführenden Rohr 14 zum Beschicken der Gießwanne 13 mit flüssigem Stahl, einem röhrenförmigen Verteiler 15 mit einem Verschlußteil 16 und einer mit einem Schutzgas, beispielsweise einem Edelgas, wie Argon, beschickten Haube 17. Zwischen der Gießwanne 13 und dem Verteiler 15 befindet sich eine Verbindung 18, die ein Drehen des Verteilers um dessen Längsachse 1 ermöglicht. Die Verbindung 18 besteht aus dem gleichen Material wie herkömmliche Gleitabsperrschieber von Gießpfannen. Eine Drehvorrichtung in Form eines hydraulischen Zylinders 19 ist derart angeordnet, um den Verteiler relativ zur Gießwanne zu drehen.
Fig. 2 stellt einen vergrößerten Schnittbereich entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 dar und zeigt das Stahlband 11, das Verteilerrohr 15, die Haube 17 und die Gießwanne 13. Das keramische Verteilerrohr 15 besitzt eine seitliche Auslaßöffnung 20, die sich über die gesamte Breite des Stahlbandes 11 erstreckt. Die seitliche Auslaßöffnung 20 besteht aus vielen einzelnen Öffnungen, kann jedoch auch ein einzelner Schlitz sein. Die Strömungsgeschwindigkeit in Längsrichtung des Verteilerrohrs 15 sollte nicht zu hoch sein, da sie anderenfalls den Strom durch die Auslaßöffnung stören könnte.
Die Entfernung zwischen den Öffnungen 20 und/oder der Durchmesser der Löcher kann derart angepaßt werden, daß ein gleichmäßig verteilter Auslaßstrom entlang des Verteilerrohrs 15, d. h. entlang der Breite des Stahlbandes 11, erhalten wird. Der Innenquerschnittsbereich des Verteilerrohrs 15 sollte dreimal, vorzugsweise fünfinal so groß sein wie der Gesamtbereich der Auslaßlöcher 20. Die Öffnungen 20 könnten vorzugsweise in Richtung ihres Auslaßendes konisch verjüngt sein, um einen stabileren Strom zu ergeben.
Das Verteilerrohr 15 lehnt gegen die Keramikhaube 17 und gegen ein fixiertes keramisches Dichtungselement 21. Ein Vorrat 24 aus flüssigem Stahl wird zwischen der keramischen Haube 17 und dem keramischen Dichtungselement 21 gebildet. Der flüssige Stahl strömt durch das Schutz-Argongas in den Vorrat 24. Die Haube 17 ist von dem Stahlband 11 durch einen Zwischenraum 25 getrennt, durch den der flüssige Stahl strömt und auf dem Band 11 eine dünne Schicht 26 bildet. Da die Unterseite des Endlosstahlbandes stark gekühlt ist, erfolgt die Verfestigung bereits in dem Vorrat 24. Hinter dem Dichtungselement 21 wird ein Schmiermittel, das ein herkömmliches Gießpulver mit niedrigem Schmelzpunkt sein kann, bereitgestellt und füllt den Abstand zwischen dem Dichtungselement 21 und dem Stahlband 11, so daß keine Luft durch den Abstand gezogen wird. Die Weite des Abstandes und Größe des Gießpulvers sind in der Figur übertrieben dargestellt und wurden mit dem gemeinsamen Bezugszeichen 27 versehen.
Die Gießvorrichtung ist nur schematisch gezeigt und erforderliche Ränder entlang der Seiten des Stahlbandes 11 sind nicht gezeigt. Sie können in Forrn von Ketten, Drahten oder Seilen vorliegen, die sich mit dem Stahlband bewegen.
Die Dicke des gegossenen Bandes 26 wird mit einem Sensor 28 überwacht, dessen Ausgabesignal den hydraulischen Zylinder 19, der den Verteiler 15 dreht, über eine automatische Steuerungseinheit steuert. Der Pegel 29 des flüssigen Stahls in dem Verteiler und in der Gießwanne ist der gleiche und wird mittels einer herkömmlichen Pegel- Regelvorrichtung konstant gehalten, wobei die Toleranz norrnalerweise einen oder ein paar Millimeter beträgt.
Die hydrostatische Höhe 40, die den Strom aus den Auslaßöffnungen 20 des Zentrums des Verteilers treibt, wird durch Drehen des Verteilers 15 variiert und eine Veränderung dieses Stroms verändert die Höhe des Vorrats 24, die der hydrostatischen Höhe 41 entspricht, die den Strom aus dem Abstand 25 zwischen der Haube 17 und dem Stahlband 11 treibt.
Die Steuerung der Dicke des gegossenen Stahlbandes 26 kann daher einfach durch automatisches Steuern der Drehung des Verteilers 15 in Antwort auf die tatsächliche Dicke des gegossenen Stahlbandes 26 erfolgen, mit der Maßgabe, daß die anderen Parameter, wie der Pegel in der Gießwanne 13, die Weite des Abstandes 25 und die Geschwindigkeit des Stahlbandes 11 konstant gehalten werden. Die Höhe des Vorrates 24 kann beispielsweise 40 - 60 mm und die Höhe des Abstandes 25 5-7 mm betragen.
Die beschriebene Zuführvorrichtung ist einfach und deren Investitionskosten sind gering. Da die Verschleißteile klein sind, werden die Betriebskosten ebenfalls gering sein. Die automatische Steuerung während des Betriebs reagiert schnell, ist genau und verlaßlich und dies auch dann, wenn die Produktion hoch ist.
Vor dem Beginn des Gießvorganges wird die Gießwanne 14 und der Verteiler 15 mit einem Brenner vorgeheizt. Das Verschlußteil 16 wird dann, wie in Fig. 1 gezeigt, entfernt. Das endgültige Vorheizen des Verteilers wird durch den Betreiber derart durchgeführt, daß flüssiger Stahl durch den Verteiler in einen Kessel 30 strömen gelassen wird. Während des Vorheizens wird der Verteiler so gedreht, daß dessen Auslaß 20 nach oben zeigt, d. h. er liegt über dem Pegel des strömenden flüssigen Stahls in dem Verteiler 15. Nachdem der Verteiler 15 vorgeheizt wurde, wird dessen offenes Ende mit dem Verschlußteil 16 verschlossen und sobald der Verteiler derart gedreht wird, daß dessen Auslaß 20 unterhalb des Pegeis des flüssigen Stahls in dem Verteiler liegt, beginnt der Gießvorgang Der Beginn ist schnell und ein stationärer Zustand wird sehr schnell erreicht.
In der vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform sind die Gießwanne 13, die Haube 17 und das Dichtungselement 21 fixiert und lediglich der Verteiler 15 ist drehbar. In Fig. 3 ist eine modifizierte Ausführungsform in einer vom Ende des Verteilers 15 aus gesehenen Ansicht gezeigt. Es gibt kein Verschlußteil 16, sondern der Verteiler 15 besitzt eine feste Stirnwand 50. Die Stirnwand 50 weist eine Öffnung 51 auf. Die Innenwand 52 der keramischen Auskleidung der Gießwanne ist im Querschnitt halbkreisförmig und deren Achse stimmt mit der Achse des röhrenförmigen Verteilers 15 überein, der ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Wände 53 des oberen Teils der Gießwanne sind parallel ausgerichtet. Die Innenwand der röhrenförmigen, keramischen Auskleidung des Verteilers 15 wurde mit dem Bezugszeichen 54 bezeichnet. Es gibt keine Verbindung 18, vielmehr sind die Gießwanne 13 und der Verteiler 15 fest miteinander verbunden und als eine Einheit drehbar. Zum schlußendlichen Vorheizen des Verteilers 15 werden der Verteiler 15 und die Gießwanne 13 derart gedreht, daß der flüssige Stahl durch die Öffnung 51 gelangt, wobei sich die seitlichen Öffnungen 20 oberhalb des Pegels des flüssigen Stahls in dem Verteiler befinden. Nachdem der Verteiler 15 und die Gießwanne 13 derart gedreht wurden, daß sich die Öffnung 51 oberhalb des Pegels des flüssigen Stahls und die Reihe der seitlichen Öffnungen 20 unterhalb des Pegels des flüssigen Stahls befindet beginnt das kontinuierliche Gießen. Da der Boden der Gießwanne halbkreisförmig ist, ändert sich der Pegel des flüssigen Stahls aufgrund der Drehung nicht. Die weite Öffnung der Gießwanne 13 ermöglicht eine Drehung um etwa 45º sogar dann, wenn das Rohr 14 befestigt ist. Ein derartiger Drehwinkel ermöglicht sowohl das Vorheizen als auch die Steuerung während des Gießens, da der Pegel von flüssigem Stahl bei oder unter dem Zentrum des Verteilers 15 gehalten werden kann. In Fig. 3 ist an dem Verteiler 15 ein Anschlußstück 55 für einen Lasersensor zur Überwachung des Pegels an flüssigem Stahl direkt in dem Verteiler 15 gezeigt. Der Lasersensor ist Teil einer herkömmlichen Pegel-Regelausrüstung, um den Pegel in der Gießwanne 13 und dem Verteiler 15 konstant zu halten.
Die Auslaßöffnungen 20 sind in Fig. 3 radial ausgerichtet gezeigt und in Fig. 2 hinsichtlich eines Radius etwas nach oben gerichtet gezeigt. Eine nach oben gerichtete Ausrichtung ist vorteilhaft, da dadurch eine geringere hydraulische Höhe ermöglicht wird, die den durch die Auslaßöffnungen 20 strömenden Strom antreibt.
Die beschriebene Gießvorrichtung ist hauptsächlich zum Gießen eines Stahlbandes mit einer Breite von bis zu 2 m und einer Dicke von bis zu 10 mm gedacht. Sie kann jedoch für andere Verfahren und andere Bandgrößen angepaßt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen eines Metallbandes (26) mit einem gekühlten und bewegten Träger (11) und einer Zuführvorrichtung (13-19) zum Zuführen von geschmolzenem Metall zu dem Träger,

wobei die Zuführvorrichtung eine Gießwanne (13) und ein horizontales Rohr (15) aufweist, das mit der Gießwanne verbunden ist, quer zu dem Träger (11) angeordnet ist, eine seitliche Auslaßöffnung (20), die sich über die Breite des Trägers erstreckt, und ein blindes Ende hat,

gekennzeichnet durch eine Pegel-Regeleinrichtung zum Konstanthalten des Pegeis des geschmolzenen Metalles in dem Rohr (15), und eine Drehvorrichtung (19), zum Drehen des Rohres (15) um die Längsachse des Rohres, um so eine Einstellung der metallostatischen Höhe des geschmolzenen Metalles über der seitlichen Auslaßöffnung (20) zu ermöglichen, wodurch eine Regulierung des aus der seitlichen Auslaßöffnung (20) austretenden Stromes ermöglicht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die inhere Querschnittsfläche des Rohres (15) wenigstens das 5-fache des Bereiches der seitlichen Auslaßöffnung (20) beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

gekennzeichnet durch ein Becken (24) zum Aufnehmen des aus der seitlichen Auslaßöffnung (20) des Rohres (15) austretenden geschmolzenen Metalls, und eine Auslaßöffnung (25) aus dem Becken zu dem Träger (11).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Träger (11) den Boden des Beckens (24) bildet und die Auslaßöffnung aus dem Becken einen Schlitz (25) direkt gegen den Träger (11) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Rohr (15) eine feste Stirnwand (50) mit einer Öffnung (51) hat, die so angeordnet ist, daß sie abhängig von der Drehlage des Rohres oberhalb oder unterhalb der seitlichen Auslaßöffnung (20) ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Träger ein Endlosband (11) aufweist.

7. Verfahren zum kontinuierlichen Gießen eines Metallbandes (26) durch Zuführen von geschmolzenem Metall zu einem sich bewegenden Träger aus der seitlichen Auslaßöffnung (20) eines Metallrohres, das sich über die Breite eines sich bewegenden Trägers erstreckt,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Gießen mit den folgenden Verfahrensschritten beginnt:

(i) Zuführen von geschmolzenem Metall zu einem Ende des Rohres (15) ohne daß das Metall den Pegel der seitlichen Auslaßöffnung (20) des Rohres erreicht und Herausfließenlassen des geschmolzenen Metalles aus dem anderen Ende des Rohrs, und

(ii) wenn das Rohr durch das Hindurchfließen des Metalles vorgeheizt worden ist, Unterbrechen des Herausfließens aus dem Ende des Rohres und Drehen des Rohres um seine Längsachse, so daß seine seitliche Auslaßöffnung (20) unterhalb des Pegels des geschmolzenen Metalles in dem Rohr ist, wodurch das Ausgießen von Metall auf den Träger beginnt.