DE69701433T2

DE69701433T2 - Bandgiessanlage

Info

Publication number: DE69701433T2
Application number: DE69701433T
Authority: DE
Inventors: William John Folder
Original assignee: BHP Steel JLA Pty Ltd; Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: Castrip LLC
Priority date: 1996-09-16
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2017-09-02
Also published as: ID18273A; PT829320E; CA2212838C; BR9704721A; AU3521897A; ZA977294B; MX9706490A; NZ328520A; AUPO236796A0; CA2212838A1; CN1068256C; AU721266B2; ATE190531T1; DK0829320T3; DE69701433D1; JPH1085906A; MY121979A; EP0829320A2; EP0829320A3; EP0829320B1

Description

Die Erfindung betrifft das Gießen von Metallband. Sie findet insbesondere, aber nicht ausschließlich, Anwendung auf das Gießen von Eisenmetallband.
Bekannt ist das Gießen von Metallband durch Stranggießen in einer Doppelwalzengießmaschine. Schmelzflüssiges Metall wird zwischen einem Paar gegenläufig rotierender, horizontaler Gießwalzen eingebracht, die gekühlt werden, so daß auf den sich bewegenden Walzenoberflächen Metallschalen erstarren und an dem dazwischenliegenden Spalt zusammengeführt werden, um ein erstarrtes Bandprodukt zu erzeugen, das von dem Spalt zwischen den Walzen nach unten ausgetragen wird. Der Begriff "Walzenspalt" wird hier verwendet, um den allgemeinen Bereich zu bezeichnen, in dem die Walzen einander am nächsten kommen. Das schmelzflüssige Metall kann aus einer Gießpfanne in ein kleineres Gefäß gegossen werden, aus dem es durch eine oberhalb des Walzenspalts angeordnete Metallabgabedüse fließt, die es in den Spalt zwischen den Walzen lenkt und auf diese Weise einen Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall bildet, der unmittelbar oberhalb des Walzenspalts auf den Gießflächen der Walzen aufliegt. Dieser Gießtümpel kann zwischen Seitenplatten oder -dämmen eingeschlossen werden, die in gleitendem Eingriff mit den Walzenenden gehalten werden.
Obwohl das Doppelwalzengießen mit einigem Erfolg auf Nichteisenmetalle angewandt wurde, die beim Abkühlen rasch erstarren, gab es Probleme bei der Anwendung des Verfahrens auf das Gießen von Eisenmetallen, die hohe Erstarrungstemperaturen aufweisen und zur Entstehung von Fehlern neigen, die durch ungleichmäßige Erstarrung an den gekühlten Gießflächen der Walzen verursacht werden. Daher ist der Konstruktion von Metallabgabedüsen viel Aufmerksamkeit gewidmet worden, die darauf abzielten, einen glatten, gleichmäßigen Fluß des Metalls zum Gießtümpel und innerhalb des Gießtümpels zu erzeugen. Die US-A-5 178 205 und 5 238 050 offenbaren beide Anordnungen, in denen sich die Abgabedüse unterhalb der Oberfläche des Gießtümpels erstreckt und eine Einrichtung zur Verminderung der kinetischen Energie des schmelzflüssigen Metalls enthält, das durch die Düse nach unten zu einem Schlitzauslaß am untergetauchten unteren Düsenende fließt. In der in US-A-5 178 205 dargestellten Anordnung wird die kinetische Energie durch einen Strömungsdiffusor vermindert, der mehrere Strömungskanäle und eine oberhalb des Diffusors angeordnete Ablenkplatte aufweist. Unterhalb des Diffusors bewegt sich das schmelzflüssige Metall langsam und gleichmäßig unter minimaler Störung aus dem Auslaßschlitz in den Gießtümpel. In der in US-A-5 238 050 offenbarten Anordnung läßt man Ströme schmelzflüssigen Metalls unter einem spitzen Auftreffwinkel auf eine geneigte Seitenwandfläche der Düse herabfallen, so daß das Metall an der Seitenwandfläche haftet und eine fließende Schicht bildet, die in einen Ausströmkanal gelenkt wird. Das Ziel ist wiederum, einen sich langsam bewegenden gleichmäßigen Fluß vom Boden der Abgabedüse zu erzeugen, um ein minimales Aufreißen des Gießtümpels hervorzurufen.
Die JP-B-5-70 537 der Nippon Steel Corporation offenbart gleichfalls eine Abgabedüse, die auf die Erzeugung eines gleichmäßigen Metallflusses in den Gießtümpel abzielt. Die Düse ist mit einer porösen Ablenkplatte/Diffusor ausgestattet, um kinetische Energie aus dem abwärts fließenden schmelzflüssigen Metall zu entfernen, das dann durch eine Reihe von Öffnungen in den Seitenwänden der Düse in den Gießtümpel fließt. Die Öffnungen sind auf eine solche Weise abgewinkelt, daß sie das zufließende Metall entlang den Gießflächen der Walzen in Längsrichtung des Spalts lenken. Genauer gesagt, die Öffnungen auf einer Seite der Düse lenken das zufließende Metall in Längsrichtung des Spalts in eine Richtung, und die Öffnungen auf der anderen Seite der Düse lenken das zufließende Metall in die andere Längsrichtung, womit beabsichtigt ist, einen glatten, gleichmäßigen Fluß entlang der Gießflächen unter minimaler Störung der Tümpeloberfläche zu erzeugen.
Nach einem umfassenden Testprogramm haben wir festgestellt, daß eine Hauptursache von Fehlern die vorzeitige Erstarrung von schmelzflüssigem Metall in den Bereichen ist, wo die Tümpeloberfläche mit den Gießflächen der Walzen zusammentrifft, allgemein als "Meniskus" oder "Meniskusbereiche" des Gießtümpels bekannt. Das schmelzflüssige Metall in jedem dieser Bereiche fließt zur angrenzenden Gießfläche, und wenn eine Erstarrung auftritt, bevor das Metall in gleichmäßigen Kontakt mit der Walzenoberfläche gekommen ist, erzeugt dies gewöhnlich eine unregelmäßige anfängliche Wärmeübertragung zwischen der Walze und der Schale, wodurch Oberflächenfehler entstehen, wie z. B. Vertiefungen, Riffelmarken, Kaltschweißstellen oder Risse.
Frühere Versuche, einen sehr gleichmäßigen Fluß von geschmolzenem Metall in den Tümpel zu erzeugen, haben bis zu einem gewissen Grade das Problem der vorzeitigen Erstarrung verschlimmert, indem das zufließende Metall von den Bereichen fortgelenkt wurde, in denen das Metall zunächst erstarrt und die Schalenflächen bildet, die schließlich zu den Außenflächen des entstehenden Bandes werden. Dementsprechend ist die Temperatur des Metalls im Oberflächenbereich des Gießtümpels zwischen den Walzen erheblich niedriger als die des zufließenden Metalls. Wenn die Temperatur des schmelzflüssigen Metalls an der Tümpeloberfläche im Bereich des Meniskus zu niedrig wird, dann treten sehr wahrscheinlich Risse und "Meniskusmarken" auf (Marken an dem Band, die durch Erstarren des Meniskus bei ungleichmäßiger Tümpelhöhe verursacht werden). Eine Art, mit diesem Problem umzugehen, war die Anwendung eines hohen Überhitzungsgrades in dem zufließenden Metall, so daß es innerhalb des Gießtümpels abkühlen kann, ohne Erstarrungstemperaturen zu erreichen, bevor es die Gießflächen der Walzen erreicht.
In letzter Zeit hat man erkannt, daß das Problem des vorzeitigen Erstarrens wirksamer in Angriff genommen werden kann, indem man Schritte unternimmt, um sicherzustellen, daß das einfließende schmelzflüssige Metall relativ schnell durch die Düse direkt in die Meniskusbereiche des Gießtümpels abgegeben wird. Dadurch wird die Neigung zum vorzeitigen Erstarren des Metalls minimiert, bevor es mit den Gießwalzenflächen in Kontakt kommt. Man hat festgestellt, daß auf diese Weise Oberflächenfehler viel wirkungsvoller vermieden werden können als durch die Herstellung eines völlig stationären Flusses im Gießtümpel, und daß ein gewisser Schwankungsgrad in der Tümpeloberfläche toleriert werden kann, da das Metall nicht erstarrt, bis es mit der Walzenoberfläche in Kontakt kommt. Beispiele für dieses Verfahren sind in der japanischen Patentveröffentlichung 64-5650 der Nippon Steel Corporation und in unserer australischen Patentanmeldung 60773/96 zu finden.
Obwohl das Lenken des schmelzflüssigen Metalls von der Abgabedüse direkt zu den Meniskusbereichen des Gießtümpels das Gießen mit einer Zufuhr des schmelzflüssigen Metalls mit relativ niedrigem Überhitzungsgrad ermöglicht, ohne daß Oberflächenrisse entstehen, können Probleme auftreten, die auf die Bildung von Stücken aus festem Metall, die als "Pfannenbäten" bezeichnet werden, in der Nähe der den Tümpel begrenzenden Seitenplatten oder -dämme zurückzuführen sind. Diese Probleme verschlimmern sich mit abnehmender Überhitzung des einfließenden schmelzflüssigen Metalls. Die Wärmeverlustrate bzw. Geschwindigkeit des Wärmeverlusts aus dem Schmelztümpel ist in der Nähe der Seitendämme am größten, was hauptsächlich auf die zusätzliche Wärmeleitung durch die Seitendämme zu den Walzenenden zurückzuführen ist. Diese hohe lokale Wärmeverlustrate spiegelt sich in der Neigung wider, in diesem Bereich "Pfannenbären" aus festem Metall zu bilden, die zu beträchtlicher Größe anwachsen und zwischen die Walzen fallen können, wo sie Fehler am Band verursachen. Da die Netto-Wärmeverlustrate in der Nähe der Seitendämme höher ist, muß die Wärmezuflußrate zu diesen Bereichen erhöht werden, wenn Pfannenbären verhindert werden sollen. Es hat daher frühere Vorschläge gegeben, einen erhöhten Metallfluß zu diesen "Tripelpunktbereichen" (d. h. wo die Seitendämme und Gießwalzen in den Meniskusbereichen des Gießtümpels zusammentreffen) bereitzustellen, indem Durchflußkanäle im Ende der Kerndüse vorgesehen werden, um getrennte Metallflüsse zu den Tripelpunktbereichen zu lenken. Beispiele derartiger Vorschläge sind in US-A-4 694 8S7 und US-A-5 221 511 zu finden.
Obwohl das Tripelpunktgießen erfolgreich ausgeführt worden ist, um die Bildung von Pfannenbären in den Tripelpunktbereichen des Tümpels zu vermindern, kann das Problem im allgemeinen nicht völlig beseitigt werden, da die Entstehung von Fehlern selbst gegen geringfügige Schwankungen im Fluß des schmelzflüssigen Metalls durch die Tripelpunkt-Durchflußkanäle außerordentlich empfindlich ist. Ein zu starker Durchfluß führt zum Ausbeulen in den Bandkanten, und ein zu geringer Durchfluß führt zur schnellen Bildung von Pfannenbären und von "Schlangenei"-Fehlern im Band. Die vorliegende Erfindung nimmt diese Probleme in Angriff, indem sie eine Düse mit Endformationen zum Tripelpunktgießen bereitstellt, die so konstruiert sind, daß sie für eine genaue Steuerung des Flusses zu den Tripelpunktbereichen des Gießtümpels sorgen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Gießen von Metallband bereitgestellt, die aufweist: ein Paar parallele Gießwalzen, zwischen denen ein Spalt ausgebildet ist, eine langgestreckte Metallabgabedüse, die oberhalb des Spalts zwischen den Walzen angeordnet ist und sich entlang dem Spalt erstreckt, zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in den Spalt, wodurch ein oberhalb des Spalts aufliegender Gießtümpel gebildet wird, einen oberhalb der Abgabedüse angeordneten Verteiler zur Zufuhr von schmelzflüssigem Metall in getrennten Strömen zur Abgabedüse, und ein Paar Tümpelbegrenzungsplatten an den Enden des Scalts, wobei die Metallabgabedüse einen oben offenen, langgestreckten Trog aufweist, der sich in Längsrichtung des Spalts erstreckt, um getrennte Ströme von schmelzflüssigem Metall aus den Verteiler- und Trogauslaßeinrichtungen aufzunehmen und schmelzflüssiges Metall aus dem Trog in den Gießtümpel abzugeben, wobei die Düse äußere Endformationen, die an den beiden Enden der Düse Sammelbehälter für schmelzflüssiges Metall bilden, die jeweils getrennte Metallströme aus dem Verteiler aufnehmen, und von den Sammelbehältern ausgehende Durchflußkanäle aufweist, um schmelzflüssiges Metall aus den Sammelbehältern in abwärts gerichteten Strömen quer zu den Tümpelbegrerenzurgsverschlüssen zu lenken, und wobei jeder der Sammelbehälter von dem Düsentrog durch eine Trenneinrichtung getrennt ist, die eine maximale Tiefe des angesammelten schmelzflüssigen Metalls in dem Sammelbehälter festsetzt, bei deren Überschreitung das schmelzflüssige Metall aus dem Sammelbehälter in den Düsentrog überlaufen kann.
Vorzugsweise hat die Trenneinrichtung die Form einer aufrechtstehenden Wand, die eine äußere Stirnwand des Trogs und eine innere Stirnwand des Sammelbehälters bildet.
Vorzugsweise dient die aufrechtstehende Wand als Wehr bzw. Überlauf für schmelzflüssiges Metall im Sammelbehälter, so daß Metall über ihren oberen Rand in den Trog überlaufen kann, wenn der Sammelbehälter voll ist.
Vorzugsweise hat jeder Sammelbehälter die Form einer oben offenen Schale, die im Vergleich zum Trog flach ist und gegenüber dem Boden des Trogs erhöht ist.
Vorzugsweise sind ferner die Unterseiten der Düsenendformationen gegenüber dem unteren Ende der Düse erhöht, so daß sie im Gebrauch der Vorrichtung aus dem Gießtümpel herausgehoben und davon abgelöst sind.
Vorzugsweise sind ferner die Unterseiten der Düsenendformationen von den Düsenenden nach oben und außen geneigt. Vorzugsweise nimmt die Düse auch über die gesamte Düsenlänge mehrere getrennte Ströme aus schmelzflüssigem Metall aus dem Verteiler auf.
Vorzugsweise ist ferner das Volumen der getrennten Ströme, die in die äußeren Erdformationen aufgenommen werden, größer als die einzelnen getrennter. Ströme, die durch den oben offenen Trog aufgenommen werden.
Die Erfindung stellt ferner eine feuerfeste Düse zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in einen Gießtümpel einer Doppelwalzengießmaschine bereit, wobei die Düse einen langgestreckten, oben offenen Trog zur Aufnahme von schmelzflüssigem Metall und Trogauslaßeinrichtungen zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall aus dem Trog in den Gießtümpel aufweist, wobei die Düse mit Endformationen ausgestattet ist, die Sammelbehälter zur Aufnahme von schmelzflüssigem Metall an den beiden Düsenenden und von den Sammelbehältern ausgehende Durchflußkanäle bilden, um schmelzflüssiges Metall aus den Sammelbehältern in abwärts gerichteten Strömen aus den Düsenendformationen zu lenken, wobei jeder der Sammelbehälter vom Düsentrog durch eine Trenneinrichtung getrennt ist, die eine maximale Tiefe des angesammelten schmelzflüssigen Metalls festsetzt, bei deren Überschreitung schmelzflüssiges Metall aus dem Sammelbehälter in den Düsentrog überlaufen kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden ein bestimmtes Verfahren und eine bestimmte Vorrichtung anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäß konstruierte und arbeitende Doppelwalzen-Bandstranggießmaschine;
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch wichtige Komponenten der in Fig. 1 dargestellten Gießmaschine, einschließlich einer erfindungsgemäß konstruierten Metallabgabedüse;
Fig. 3 einen weiteren senkrechten Schnitt durch wichtige Komponenten der Gießmaschine, ausgeführt quer zu dem Schnitt von Fig. 2;
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt durch die Metallabgabedüse und angrenzende Teile der Gießwalzen;
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Halbsegments der Metallabaabedüse
Fig. 6 eine Draufsicht des in Fig. 5 dargestellten Düsensegments;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Abgabedüsensegment;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Abgabedüsensegments;
Fig. 9 eine umgedrehte perspektivische Ansicht des Düsensegments;
Fig. 10 einen Querschnitt durch das Abgabedüsensegment entlang der Linie 10-10 in Fig. 5;
Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 7; und
Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie 12-12 in Fig. 7.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die dargestellte Gießmaschine weist einen Hauptmaschinenrahmen 11 auf, der aufrecht auf dem Hallenboden 12 steht.
Der Rahmen 11 trägt einen Gießwalzenwagen 13, der horizontal zwischen einer Montagestation 14 und einer Gießstation 15 verschiebbar ist. Der Wagen 13 trägt ein Paar parallele Gießwalzen 16, denen während eines Gießvorgangs aus einer Gießpfanne 17 über einen Verteiler 18 und eine Abgabedüse 19 schmelzflüssiges Metall zugeführt wird. Die Gießwalzen 16 sind wassergekühlt, so daß auf den sich bewegenden Walzenoberflächen Schalen erstarren und an dem dazwischenliegenden Walzenspalt zusammengeführt werden, um am Walzenauslaß ein erstarrtes Bandprodukt 20 zu erzeugen. Dieses Produkt wird einer normalen Wickelmaschine 21 zugeführt und kann anschließend zu einer zweiten Wickelmaschine 22 transportiert werden. Am Maschinenrahmen ist angrenzend an die Gießstation ein Aufnahmegefäß 23 montiert, und schmelzflüssiges Metall kann über eine Überlaufrinne 24 am Verteiler in dieses Aufnahmegefäß abgeleitet werden.
Der Walzenwagen 13 weist einen Wagenrahmen 31 auf, der durch Räder 32 auf Schienen 33 läuft, die sich entlang einem Teil des Hauptmaschinenrahmens 11 erstrecken, wodurch der Walzenwagen 13 als Ganzes zur Bewegung entlang den Schienen 33 montiert ist. Der Wagenrahmen 31 trägt ein Paar Walzengestelle 34, in denen die Walzen 16 drehbar montiert sind. Der Wagen 13 ist entlang den Schienen 33 verschiebbar, indem eine doppeltwirkende hydraulische Kolben- und Zylindereinheit 39 betätigt wird, die zwischen einer Antriebsstütze 40 am Walzenwagen und dem Hauptmaschinenrahmen so angeschlossen ist, daß sie betätigt werden kann, um den Walzenwagen zwischen der Montagestation 14 und der Gießstation 15 und umgekehrt zu verschieben.
Die Gießwalzen 16 werden über Antriebswellen 41 von einem Elektromotor und einem Getriebe, die auf dem Wagenrahmen 31 montiert sind, in gegenläufige Drehung versetz. Die Walzen 16 weisen Umfangswände aus Kupfer auf, in denen eine Reihe von in Längsrichtung laufenden und in Umfangsrichtung beabstandeten Wasserkühlungskanälen ausgebildet sind, denen durch die Walzenenden aus Wasserzuflußleitungen in den Walzenantriebswellen 41, die über Drehdurchführungen 43 mit Wasserzuflußschläuchen 42 verbunden sind, Kühlwasser zugeführt wird. Die Walzen können typischerweise einen Durchmesser von etwa 500 mm und eine Länge von bis zu 2 m aufweisen, um ein 2 m breites Bandprodukt zu erzeugen.
Die Gießpfanne 17 ist von völlig herkömmlicher Konstruktion und wird über ein Joch 45 von einem Brückenkran getragen, durch den sie von einer Schmelzenaufnahmestation aus in Position gebracht werden kann. Die Gießpfanne ist mit einer Stopfenstange 46 ausgestattet, die durch einen Stellzylinder betätigt werden kann, um schmelzflüssiges Metall aus der Gießpfanne durch eine Auslaßdüse 47 und eine feuerfeste Rinne 48 in den Verteiler 18 fließen zu lassen.
Der Verteiler 18 ist als breite Schale geformt, die aus einem feuerfesten Material besteht, wie z. B. aus hochtonerdehaltigem Feuerfestbeton mit verlorener Auskleidung. Eine Seite des Verteilers nimmt schmelzflüssiges Metall aus der Gießpfanne auf und ist mit dem zuvor erwähnten Überlauf 24 versehen. Die andere Seite des Verteilers ist mit einer Reihe von längs beabstandeten Metallauslaßöffnungen 52 versehen. Der untere Teil des Verteilers trägt Montagestützen 53 zur Befestigung des Verteilers auf dem Walzenwagenrahmen 31 und ist mit Öffnungen zur Aufnahme von Teilungsstiften 54 am Wagenrahmen versehen, um den Verteiler genau zu positionieren.
Die Abgabedüse 19 ist in zwei identischen Halbsegmenten ausgebildet, die aus einem feuerfestem Material wie z. B. Tonerdegraphit bestehen, und die in Stoßverbindung gehalten werden, um die vollständige Düse zu bilden. Die Fig. 5 bis 11 stellen die Konstruktion der Düsensegmente dar, die vom Walzenwagenrahmen durch eine Montagestütze 60 getragen werden, wobei die oberen Teile der Düsensegmente mit nach außen vorstehenden Seitenflanschen 55 ausgebildet sind, die auf dieser Montagestütze aufliegen.
Jedes Düsenhalbsegment ist allgemein als Trog ausgebildet, so daß die Düse 19 einen oben offenen Einlaßtrog 61 zur Aufnahme von schmelzflüssigem Metall bildet, das von den Öffnungen 52 des Verteilers nach unten fließt. Der Trog 61 ist zwischen Düsenseitenwänden 62 und Stirnwänden 70 ausgebildet und kann durch die beiden flachen Stirnwände 80 der Düsensegmente, die zu der vollständigen Düse zusammengesetzt werden, als zwischen seinen Enden quergeteilt betrachtet werden. Der Boden des Trogs ist durch eine horizontale Bodenplatte 63 geschlossen, die an abgeschrägten Bodenecken 81 an die Trogseitenwände 62 anstößt. Die Düse ist an diesen Bodenecken mit einer Reihe von Seitenöffnungen in Form von längs beabstandeten, langgestreckten Schlitzen 64 versehen, die in regelmäßigen Längsabständen entlang der Düse angeordnet sind. Die Schlitze 64 sind so angeordnet, daß schmelzflüssiges Metall in der Höhe des Trogbodens 63 aus dem Trog austreten kann. Der Trogboden ist angrenzend an die Schlitze mit Aussparungen 83 versehen, die von der Bodenmitte zu den Schlitzen hin nach außen und unten geneigt sind, und die Schlitze setzen sich als Verlängerungen der Aussparungen 83 zu Schlitzauslässen 84 fort, die in den abgeschrägten unteren Ecken 80 der Düse unterhalb der oberen Bodenfläche 85 angeordnet sind.
Die äußeren Enden der Düsensegmente sind mit Endformationen zum Tripelpunktgießen ausgestattet, die allgemein mit 87 bezeichnet werden und sich über die Düsenstirnwand 70 hinaus nach außen erstrecken. Jede Stirnwandformation 87 bildet einen kleinen, oben offenen Vorratsbehälter 88 zur Aufnahme von schmelzflüssigem Metall aus dem Verteiler, wobei dieser Vorratsbehälter durch die Stirnwand 70 vom Haupttrog der Düse getrennt ist. Das obere Ende 89 der Stirnwand 70 ist niedriger als die Oberkanten des Trogs und die äußeren Teile des Vorratsbehälters 88 und kann als Wehr dienen, um einen Rückfluß von schmelzflüssigem Metall aus dem Vorratsbehälter 88 in den Hauptdüsentrog zuzulassen, wenn der Vorratsbehälter überfüllt ist, wie weiter unten ausführlicher erläutert wird.
Der Vorratsbehälter 88 ist als flache Schale mit einem ebenen Boden 91, geneigten Innen- und Seitenflächen 92, 93 und einer gekrümmten, aufrechten Außenfläche 94 geformt. Ein Paar Tripelpunkt-Gießkanäle 95 erstrecken sich direkt oberhalb der Höhe des Bodens 91 von diesem Vorratsbehälter aus seitlich nach außen und sind mit Tripelpunkt-Gießauslässen 96 in den Unterseiten der Düsenendformationen 87 verbunden, wobei die Auslässe 9c nach unten und innen abgewinkelt sind und schmelzflüssiges Metall in die Tripelpunktbereiche des Gießtümpels abgeben.
Schmelzflüssiges Metall fällt in einer Reihe von frei fallenden vertikalen Strömen 65 aus den Auslaßöffnungen 52 des Verteilers in den unteren Teil des Düsentrogs 61. Von diesem Vorratsbehälter fließt schmelzflüssiges Metall durch die Seitenöffnungen 64 aas, um einen Gießtümpel 68 zu bilden, der oberhalb des Spalts 69 zwischen den Gießwalzen 16 aufliegt. Der Gießtümpel ist an den Enden der Walzen 16 durch ein Paar Seitenverschlußplatten 56 begrenzt, die an die Enden 57 der Walzen angedrückt werden. Die Seitenverschlußplatten 56 bestehen aus starkem feuerfestem Material, wie z. B. Bornitrid. Sie werden in Plattenhaltern 82 montiert, die durch Betätigen eines Paars Hydraulikzylindereinheiten 83 verschiebbar sind, um die Seitenplatten in Eingriff mit den Gießwalzenenden zu bringen und Endverschlüsse für den Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall zu bilden.
Beim Gießvorgang wird der Metallfluß gesteuert, um den Gießtümpel auf einem solchen Niveau zu halten, daß das untere Ende der Abgabedüse 19 in den Gießtümpel eingetaucht ist und die beiden Reihen horizontal beabstandeter Seitenöffnungen 64 der Abgabedüse unmittelbar unterhalb der Gießtümpeloberfläche angeordnet sind. Jas schmelzflüssige Metall fließt durch die Öffnungen 64 in zwei seitlich nach außen gerichteten Düsenströmen in ungefährer Nähe der Gießtümpeloberfläche, um auf die Kühlflächen der Walzen in unmittelbarer Nähe der Tümpeloberfläche aufzutreffen. Dadurch wird die Temperatur des schmelzflüssigen Metalls maximiert, das in die Meniskusbereiche des Tümpels abgegeben wird, und es hat sich gezeigt, daß dadurch die Rißbildung und Meniskusmarken auf der schmelzenden Bandoberfläche erheblich vermindert werden.
Es wird veranlaßt, daß schmelzflüssiges Metall vom untersten Teil des Düsentroges 61 durch die Düsenseitenöffnungen 64 im allgemeinen auf der Höhe des Trogbodens ausfließt. Das Metall tritt in entgegengesetzt gerichteten Düsenströmen unmittelbar unter der Tümpeloberfläche in den Gießtümpel ein und trifft auf die Gießwalzenoberflächen in den Meniskusbereichen des Tümpels auf. Die Auslaßschlitze 64 sind so bemessen, daß sie eine Durchflußmenge liefern, die das Metall direkt in den Tümpel fließen läßt, ohne innerhalb des Düsentrogs ein wesent liches Metalldruckgefälle aufzubauen. Dementsprechend treffen die fallenden schmelzflüssigen Metallströme 65 direkt auf die obere Fläche 85 des Düsenbodens 53 auf und fließen über den Boden fächerartig nach außen und quer zu den Bodenaussparungen 83 in die Schlitzauslässe 64. Um diese Umwandlung von kinetischer Energie in eine nach außen auffächernde Bewegung des Metalls zu verstärken, sind die Auslaßöffnungen 52 des Verteilers in Längsrichtung der Düse gegen die Seitenöffnungen 64 der Düse versetzt, so daß die fallenden Ströme 65 an Stellen zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von Seitenöffnungen 64 auf den Düsenboden auftreffen. Dementsprechend treffen sie auf die zwischen den Aussparungen 83 angeordneten flachen Bereiche des Bodens 97 auf. Es hat sich gezeigt, daß das System so betrieben werden kann, daß ein Gießtümpel gebildet wird, der nur bis zu einer Höhe direkt oberhalb des Bodens der Abgabedüse ansteigt, so daß die Gießtümpeloberfläche unmittelbar oberhalb des Düsentrogbodens und in gleicher Höhe wie das Metall innerhalb des Trogs liegt. Unter diesen Bedingungen kann man sehr stabile Tümpelbedingungen erhalten, und wenn die Auslaßschlitze ausreichend nach unten abgewinkelt sind, kann man eine ruhige Tümpeloberfläche erzielen. Durch Verändern der Auswärts- und Abwärtsneigung der Seitenöffnungen entlang der Düsenlänge kann man ruhige Bereiche erzeugen, in denen der Schmelzenspiegel im Tümpel durch Kameras oder andere Sensoren überwacht werden kann, während andere Teile des Tümpels turbulenter sind, um die Wärmeübertragung in den Meniskusbereichen zu erhöhen.
Durch Variieren der Neigung der seitlichen Düsenauslässe kann man auch in den mittleren Bereichen der Düse mehr Turbulenz als in den Bereichen an den beiden Düsenenden erzeugen, wodurch auf der Tümpeloberfläche schwimmende Schlacke zu den Enden des Tümpels getrieben wird, so daß sie sich vorzugsweise an den Bandkanten ablagert, die beim anschließenden Seitenbesäumen abgeschnitten werden. Zu diesem Zweck kann die Auswärts- und Abwärtsneigung der Seitenöffnungen schrittweise von flachen Winkeln im mittleren Düsenbereich zu steileren Winkeln nach den Düsenenden hin variieren. Diese Anordnung eignet sich am besten zur Verwendung bei Düsen, die mit Endformationen zum Tripelpunktgießen ausgestattet sind, da durch das Tripelpunktgießen Schlacke von den Seitendämmplatten ferngehalten wird.
Es ist wichtig, zu beachten, daß an den inneren Enden der beiden Düsenabschnitte seitliche Düsenschlitze 64 vorgesehen sind. Dadurch wird eine hinreichende Abgabe von schmelzflüssigem Metall in den Tümpel in der Nähe der mittleren Trennwand in der Düse sichergestellt und die Entstehung von Pfannenbären in diesem Tümpelbereich vermieden.
Die Tripelpunkt-Gießbehälter 88 nehmen schmelzflüssiges Metall aus den beiden äußersten Strömen 65 auf, die vom Verteiler 18 herabfallen. Die Ausrichtung der beiden äußersten Bohrungen 52 im Verteiler ist so gewählt, daß jeder Vorratsbehälter 88 einen einzigen Strom aufnimmt, der auf den flachen Boden 91 unmittelbar außerhalb der geneigten Seitenfläche 92 auftrifft. Das Auftreffen des schmelzflüssigen Metalls auf den Boden 88 bewirkt, daß das Metall fächerartig nach außen über den Boden und nach außen durch die Tripelpunkt-Gießkanäle 95 zu den Auslässen 9c fließt, die nach unten und innen geneigte Strahlen von heißem Metall erzeugen, die über die Flächen der Seitendämme und entlang den Gießwalzenkanten zum Walzenspalt hin gerichtet sind. Das Tripelpunktgießen erfolgt nur mit einem flachen und breitem Tümpel aus schmelzflüssigem Metall innerhalb jedes der Tröge 88, wobei die Höhe dieses Tümpels durch die Höhe des oberen Endes 89 der Wand 70 begrenzt ist. Wenn der Vorratsbehälter 88 gefüllt ist, kann schmelzflüssiges Metall über das Wandende 89 in den Hauptdüsentrog zurückfließen, so daß das Wandende als Wehr dient, um die Tiefe des Metalltümpels im Vorratsbehälter 88 für das Tripelpunktgießen zu steuern. Die Tiefe des Tümpels ist mehr als ausreichend zum Speisen der Tripelpunkt-Gießkanäle, um den Fluß unter einem konstanten Druckgefälle zu halten und dadurch einen sehr gleichmäßigen Fluß von heißem Metall durch die Tripelpunkt- Gieß kanäle zu erzielen. Diese Steuerungsströmung ist sehr wichtig für die richtige Ausbildung der Randteile des Bandes. Ein zu starker Durchfluß durch die Tripelpunktkanäle kann zum Ausbeulen an den Bandkanten führen, während ein zu geringer Durchfluß Pfannerbären und "Schlangenei"-Fehler im Band erzeugt.
Die Unterseiten 98 der Tripelpunkt-Gießformationen 87 sind über die Oberfläche des Gießtümpels angehoben, um eine Abkühlung der Tümpeloberfläche im Tripelpunktbereich zu vermeiden. Außerdem sind die Unterseiten 98 auswärts und aufwärts geneigt. Dies ist wünschenswert, um zu verhindern, daß sich eine Ansammlung von Schlacke und anderen Verunreinigungen unterhalb der Düsenenden verklemmt. Ein solches Verklemmen kann zum Blockieren von Gas und Dämpfen, die aus dem Gießtümpel entweichen, und zu Explosionsgefahr führen.
Die dargestellte Vorrichtung ist nur als Beispiel angeführt worden, und die Erfindung ist nicht auf die Details dieser Vorrichtung beschränkt. Insbesondere ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich, daß der Düsentrog mit Seitenöffnungen der Art versehen ist, wie in der abgebildeten Vorrichtung dargestellt, obwohl dies die gegenwärtig bevorzugte Düsenform ist. Als Alternative könnte man Seitenöffnungen der Art, wie in der australischen Patentanmeldung 60 773/96 beschrieben, oder eine oder mehrere Bodenöffnungen im Düsentrog wählen. Die Erfindung kann tatsächlich auf jede beliebige Metallabgabedüse angewandt werden, die einen oben offenen Hauptabgabetrog aufweist, in den man schmelzflüssiges Metall aus Tripelpunkt-C-feßbehältern überlaufen lassen kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Gießen von Metallband, die aufweist: ein Paar parallele Gießwalzen (16), zwischen denen ein Spalt (69) ausgebildet ist, eine langgestreckte Metallabgabedüse (19), die oberhalb des Spalts zwischen den Walzen angeordnet ist und sich entlang dem Spalt erstreckt, zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in den Spalt, wodurch ein oberhalb des Spalts (69) aufliegender Gießtümpel (68) gebildet wird, einen oberhalb der Abgabedüse angeordneten Verteiler (18) zur Zufuhr von schmelzflüssigem Metall in getrennten Strömen (65) zur Abgabedüse, und ein Paar Tümpelbegrenzungsplatten (56) an den Enden des Spalts, wobei die Metallabgabedüse (19) einen oben offenen, langgescreckten Trog (51) aufweist, der sich in Längsrichtung des Spalts (69) erstreckt, um getrennte Ströme (56) von schmelzflüssigem Metall aus dem Verteiler- und Trogauslaßeinrichtungen (64) aufzunehmen und schmelzflüssiges Metall aus dem Trog in den Gießtümpel (68) abzugeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse äußere Endformationen (87), die an den beiden Enden der Düse Sammelbehälter (88) für schmelzflüssiges Metall bilden, die jeweils getrennte Metallströme (65) aus dem Verteiler aufnehmen, und von den Sammelbehältern ausgehende Durchflußkanäle (95) aufweist, um schmelzflüssiges Metall aus den Sammelbehältern in abwärts gerichteten Strömen quer zu den Tümpelbegrenzungsverschlüssen (56) zu lenken, und daß jeder der Sammelbehälter (88) von dem Düsentrog (61) durch eine Trenneznrichtung getrennt ist, die eine maximale Tiefe des angesammelten schmelzflüssigen Metalls in dem Sammelbehälter (88) festlegt, bei deren Überschreitung das schmelzflüssige Metall aus dem Sammelbehälter (88) in den Düsentrog (61) überlaufen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß Trennreinrichtung die Form einer aufrechtstehenden Wand (70) hat, die eine äußere Stirnwand des Trogs und eine innere Stirnwand des Sammelbehälters bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die aufrechtstehende Wand (70) als Wehr bzw. Überlauf für schmelzflüssiges Metall im Sammelbehälter dient, so daß Metal über ihren oberen Rand (89) in den Trog überlaufen kann, wenn der Sammelbehälter (88) voll ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sammelbehälter (88) die Form einer oben offenen Schale hat, die im Vergleich zum Trog (61) flach ist und gegenüber dem Boden (63) des Trogs erhöht ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseiten (98) der Düsenendformationen (87) gegenüber dem unteren Ende der Düse erhöht sind, so daß sie im Gebrauch der Vorrichtung aus dem Gießtümpel (68) herausgehoben und davon abgelöst sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseiten (98) der Düsenendformationen (87) von den Düsenenden nach oben und außen geneigt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Düse über die gesamte Düsenlänge mehrere getrennte Ströme (65) aus schmelzflüssigem Metall aus dem Verteiler aufnimmt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der getrennten Ströme (65), die durch die Sammelbehälter (88) der äußeren Endformationen (87) aufgenommen werden, größer als die einzelnen getrennten Ströme (65) ist, die durch den oben offenen Trog (61) aufgenommen werden.

9. Feuerfeste Düse zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in einen Gießtümpel einer Doppelwalzengießmaschine, wobei die Düse einen langgestreckten, oben offenen Trog (Öl) zur Aufnahme von schmelzflüssigem Metall und Trogauslaßeinrichtungen (64) zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall aus dem Trog in der. Gießtümpel aufweist, wobei die Düse gekennzeichnet ist, durch Endformationen (87), die Sammelbehälter (88) zur Aufnahme von schmelzflüssigem Metall an den beiden Düsenenden und von den Sammelbehältern ausgehende Durchflußkanäle (95) bilen, um schmelzflüssiges Metall aus den Sammelbehältern in abwärts gerichteten Strömen aus den Düsenendformationen (87) zu lenken, wobei jeder Sammelbehälter (88) vom Düsentrog (61) durch eine Trenneinrichtung getrennt ist, die eine maximale Tiefe des angesammelten schmelzflüssigen Metalls festlegt, bei deren Überschreitung das schmelzflüssige Metall aus dem Sammelbehälter in den Düsentrog überlaufen kann.

10. Feuerfeste Düse nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeichne, daß die Trenneinrichtung die Form einer aufrechtstehenden Wand (70) hat, die eine äußere Stirnwand des Trogs (61) und eine innere Stirnwand des Sammelbehälters (88) bildet.

11. Feuerfeste Düse nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die aufrechtstehende Wand (70) ein oberes Ende (89) aufweist, das niedriger ist als der obere Rand des Trogs (61) und die äußeren Teile des Sammelbehälters (88), so daß sie als Wehr bzw. Überlauf dienen kann, über den Metall aus dem Sammelbehälter (88) in den Trog fließen kann, wenn der Sammelbehälter voll ist.

12. Feuerfeste Düse nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sammelbehälter (88) die Form einer oben offenen Schale hat, die im Vergleich zum Trog (Öl) flach ist und gegenüber dem Boden (63) des Trogs erhöht ist.

13. Feuerfeste Düse nach einem der Ansprüche 9 bis 12, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseiten (98) der Düsenendformationen (87) gegenüber dem unteren Ende der Düse erhöht sind.

14. Feuereste Düse nach Anspruch 13, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseiten (98) der Düsenendformationen (87) von den Düsenenden nach oben und nach außen geneigt sind.