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Stand der
Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine Bandstranggießanlage
und zusammenhängende
Verfahren.
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Gießeinrichtungen
zum Gießen
von geschmolzenem Metall zu einem Metallprodukt, wie etwa Platten,
Streifen oder Stäbe,
sind allgemein bekannt. Bei einer Art von Gießeinrichtung handelt es sich
um eine Doppelgurt-Bandstranggießanlage, die ein Paar entgegengesetzter
Förderbänder und
ein Paar entgegengesetzter beweglicher Seitendämme aufweist, die gemeinsam
eine Form definieren. Geschmolzenes Metall, wie etwa geschmolzenes
Aluminium aus einem Ofen, wird über
eine Düse
in die Form eingeführt.
Danach wird das geschmolzene Metall in der Form zu einem Metallprodukt
verfestigt. Das Metallprodukt wird mit Gießgeschwindigkeit aus der Form
befördert
und danach weiterverarbeitet, wie etwa durch Warmwalzen, um das
Enderzeugnis herzustellen, wie etwa Blech für Aluminiumdosen oder Aluminiumblech
für die
Automobilindustrie.
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Zur
wirksamen Verfesligung des geschmolzenen Metalls zu einem hochwertigen
Streifen, Stab oder einer hochwertigen Platte eines Metallprodukts, werden
durch das sich verfestigende geschmolzene Metall enorme Wärmemengen übertragen.
Je effizienter die Wärme
von dem geschmolzenen Metall übertragen
wird, desto höher
ist die Produktivität
der Gießanlage
und desto besser ist die Mikrostruktur des gegossenen Metallprodukts.
Diese Wärme
wird durch die Bänder
entzogen, so dass die Rückseite des
Bands wirksam mit einem Kühlmittel
gekühlt
werden muss, wie etwa mit Wasser. Das Kühlmittel muss der Rückseite
des Bands zugeführt
und danach von dieser entfernt werden. Somit muss ein Kühlsystem für eine Bandstranggießanlage
in der Lage sein, der Rückseite
des Bands enorme Kühlmittelmengen
zuführen
können,
während
gleichzeitig eine effiziente und im wesentlichen dichte Methode
zum Entfernen bzw. Entziehen des Kühlmittels vorgesehen wird, nachdem
dieses auf der Rückseite
des Bands aufgetroffen ist.
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In
der japanischen Patenzusammenfassung mit der Nummer 59078760 an
Akiyo et al wird eine Endlosband-Stranggießvorrichtung
offenbart, wobei perforierte Platten für Oberflächen von Halteblöcken verwendet
werden, die sich in Kontakt mit den Bändern befinden. Die Oberflächen werden
durch ein Schmiermittel geschmiert, das durch eine Mehrzahl von
Durchgängen
verteilt wird, um den Reibungswiderstand zwischen den Halteblöcken und
den Bändern
zu verringern. Ferner sind wassergekühlte Seitenblöcke angrenzend
an eine Position vorgesehen, an der die Verfestigung eines geschmolzenen
Metalls vollendet wird.
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In
dem U.S. Patent US-A-4.601.324 an Artz et al wird eine Doppelgurt-Bandstranggießanlage
offenbart, die eine zentrale Trägereinheit
in Ausrichtung mit einer Formkammer aufweist und laterale Trägereinheiten,
die mit einem entsprechenden Seitendamm der Vorrichtung ausgerichtet
sind, um ein entsprechendes Gießband
gegen die Seitendämme zu
schützen.
Jede laterale Trägereinheit
weist eine Mehrzahl in einer Reihe angeordneter Walzen auf, die
walzend in Gießrichtung
durch einen Längenabschnitt
geführt
werden, so dass sich zu jedem Zeitpunkt eine Mehrzahl von Walzkörpern in
Kontakt mit einem entsprechenden Gießband befindet.
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Trotz
der offenbarten und betriebenen Kühlsysteme für Bandstranggießanlagen
(siehe z. B. die U.S. Patente US-A-4.061.177, US-A-4.061.178, US-A-4.679.611
und US-A-4.905.753) besteht weiterhin Bedarf nach einem Kühlsystem,
das der Rückseite
des Bands enorme Kühlmittelmengen
zuführen kann,
während
das Kühlmittel
gleichzeitig effizient und ohne Undichtigkeiten entfernt bzw. entzogen werden
kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Vorgesehen
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Bandstranggießanlage,
die mindestens ein Förderband
mit einer Kühloberfläche und
einer Gießoberfläche sowie
ein Kühlsystem
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Kühlsystem
einen Kühlkasten
mit einer ersten Kammer zur Aufnahme eines Kühlmittels von einer Kühlmittelzufuhr
aufweist; eine Einrichtung für
die Zufuhr des genannten Kühlmittels
aus der genannten ersten Kammer an eine zweite Kammer, die durch
eine Kühlfläche des
genannten Kühlkastens
und die genannte Kühloberfläche des
genannten Bands definiert ist; und eine dritte Kammer zur Aufnahme
des genannten Kühlmittels
aus der genannten zweiten Kammer; und wobei die genannte Einrichtung
für die
Zufuhr des genannten Kühlmittels
aus der genannten ersten Kammer zu der genannten zweiten Kammer
eine Mehrzahl von Zufuhrrohren aufweist, die jeweils ein Ende aufweisen,
das das genannte Kühlmittel
aus der genannten ersten Kammer empfängt, und ein entgegengesetztes
Ende; einen Verteiler, der mit dem genannten entgegengesetzten Ende
des genannten Zufuhrrohres für
die Aufnahme von Kühlmittel
aus dem genannten Zufuhrrohr in Übertragungsverbindung
steht; und eine Mehrzahl von Düsen,
die jeweils eine Düsenöffnung aufweisen,
die jeweils eine Übertragungsverbindung
mit dem genannten Verteiler aufweisen und an der genannten Kühlfläche angeordnet
sind, um das genannte Kühlmittel
von dem genannten Verteiler in die genannte zweite Kammer zuzuführen.
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Vorgesehen
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner ein Verfahren zum Gießen von geschmolzenem Metall
zu einem Metallprodukt gemäß Anspruch
34.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
umfassend verständlich.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze einer Doppelgurt-Bandstranggießanlage,
die das erfindungsgemäße Kühlsystem
aufweist;
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2 eine
teilweise schematische Seitenansicht der Doppelgurt-Bandstranggießanlage
aus 1;
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3 eine
schematische Perspektivansicht des Kühlkastens des Systems;
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4 eine
Vorderansicht des Kühlkastens aus 3;
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5 eine
Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Kühlkastens;
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6 eine
Perspektivansicht einer Einheit, wobei die Einheit, bevor sie in
dem Kühlkasten
platziert wird, die Zufuhrrohre, den Verteiler und die Düsen gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist;
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7 eine
Detailansicht eines Abschnitts der Abbildung aus 5;
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8 eine
noch detaillierte Ansicht eines Abschnitts aus der Abbildung aus 7;
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9 eine
Vorderansicht der erfindungsgemäßen Kühlfläche mit
abgelösten
Schichten;
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10 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht des Lagerblocks und der Walzen
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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11 eine
Seitenansicht eines zusammengebauten Lagerblocks mit Walzen;
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12 eine
Vorderansicht benachbarter Lagerblockeinheiten; und
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13 einen
horizontalen Querschnitt der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung.
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Genaue Beschreibung
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Der
hierin verwendete Begriff "Metallprodukt" betrifft hauptsächlich plattierte
oder unplattierte Streifen oder Platten, die aus im wesentlichen
einem oder mehreren Metallen hergestellt werden, zu denen unter
anderem und ohne einzuschränken
Aluminium und Aluminiumlegierungen zählen, und wobei dazu im weiteren
Sinne auch plattierte und unplattierte Stäbe, Folien oder Stangen zählen können.
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Die
Abbildung aus 1 zeigt eine Prinzipskizze des
Kühlsystems
der vorliegenden Erfindung. Das Kühlsystem weist einen Kühlmittelzufuhrbehälter 20 auf,
der Kühlfluid
enthält,
bei dem es sich für gewöhnlich um
Wasser 21 handelt, wobei das Kühlfluid in dem Kühlsystem
eingesetzt wird. Der Behälter 20 ist
mit einem Entlüftungsgebläse 22 ausgestattet, das
Luft aus dem Behälter 20 abgibt,
sowie mit einem Luftabscheider 24, der beim Eintritt in
den Behälter 20 Luft
von dem Wasser abscheidet. Bei dem Ventil 26 handelt es
sich um ein Auslassventil, das zur Entleerung des Wassers über die
Leitung 28 aus dem Tank verwendet werden kann. Dieses Wasser
kann danach in das jeweilige kommunale Abwasserkanalsystem geleitet
werden.
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Das
Wasser 21 wird durch eine Pumpe 32 über die
Rohrleitung 30 aus dem Behälter 20 zirkuliert.
Die Pumpe 32 führt
das Wasser 21 aus dem Behälter 20 mit 200–200 Liter/Sekunde
je Quadratmeter Kühlfläche des
Kühlkastens
zu. Das Wasser 21 fließt danach
durch die Rohrleitung 34 zu einem Schieberventil 36,
das für
die Regelung des Wasserdrucks 21 in dem Kühlsystem
in der Kammer 208 (5) verwendet
wird. Von dort fließt
das Wasser durch die Rohrleitung 38 in einen Filter 40.
Der Filter 40 entfernt etwaigen Schmutz oder andere Partikel
aus dem Wasser 21, bevor dieses auf die nachstehend beschriebene
Art und Weise in die Gießanlage
eingeführt
wird.
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Von
dem Filter 40 fließt
das Wasser in die Rohrleitung 41. An dieser Stelle kann
das Wasser 21 in einen Kühler 42 fließen, wenn
das Wasser 21 zusätzlich
gekühlt
werden soll. Das Wasser 21 fließt durch die Leitung 43 aus
dem Kühler 42 und
danach in die Kühlkästen der
Gießanlage,
wie dies nachstehend im Text näher
beschrieben wird.
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Es
konnte festgestellt werden, dass die Wassertemperatur, die zu der
besten Kühlrate
in der Gießanlage
führt,
im Bereich von 20°C
bis 40°C
liegt, wobei der Bereich von 25°C
bis 35°C
bevorzugt wird. Die Temperatur des Wassers 21 steigt jedoch
an, wenn das Wasser durch die Gießanlage zirkuliert wird. Zur
Wasserkühlung
kann der Kühler 42 verwendet
werden. Für
kurze Gießvorgänge ist
der Kühler 42 unter
Umständen
nicht erforderlich. Wenn dies der Fall ist, fließt das Wasser 21 nicht
in den Kühler 42, sondern
durch die Leitung 44, so dass es danach in die Kühlkästen der
Gießanlage
eingeführt
wird, wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird. Alternativ
kann das Wasser von dem Kühler 42 mit
heißem
Wasser von der Gießanlage
gemischt werden, um die gewünschte
Wassertemperatur zu erreichen. Der Wasserfluss 21 in den
Kühler 42 oder
um diesen herum wird durch zwei Ventile geregelt: das Ventil 45 in
der Leitung 44 und das Ventil 46 in der Leitung 43. Hiermit
wird festgestellt, dass das Wasser 21 durch Schließen des
Ventils 45 und Öffnen
des Ventils 46 aus der Leitung 41 in den Kühler 42 und
danach durch die Leitung 43, in die Leitung 47 und
daraufhin zu der Gießanlage 48 fließt. Zur
Umgehung des Kühlers 42 wird
alternativ das Ventil 46 geschlossen und das Ventil 45 geöffnet, so
dass das Wasser 21 durch die Leitung 44 und in
die Leitung 47 fließt,
von wo es später
der Gießanlage 48 zugeführt wird.
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Danach
kann das Wasser 21 den Kühlkästen 50, 52 hinter
jedem Band der Gießanlage 48 durch entsprechende
Rohrleitungen 54, 56 zugeführt werden, die von der Rohrleitung 47 abzweigen.
Die Kühlkästen 50, 52 werden
nachstehend deutlich detaillierter beschrieben, wobei an dieser
Stelle angeführt wird,
dass das Wasser 21 den Kühlkästen 50, 52 zugeführt wird
und danach so geführt
wird, dass es an die Rückseite
der Bänder
(in 1 nicht dargestellt) fließt, um die Bänder zu
kühlen,
wenn sich das geschmolzene Metall in der Form 58 der Gießanlage 48 verfestigt.
Das in der Form 58 verfestigte Metallprodukt wird mit Gießgeschwindigkeit
aus der Gießzone 60 entfernt
und danach weiterverarbeitet, wie etwa durch Warm- oder Kaltwalzen,
so dass das Metallendprodukt gebildet wird, wie etwa eine Aluminiumdose
oder Karosserieblech für
ein Kraftfahrzeug. Nachdem das Wasser 21 an die Rückseite
der Bänder
geflossen ist, wird es unverzüglich
von dort durch die mit der Rohrleitung 66 verbundenen Rohrleitungen 61, 62, 63, 64 durch
einen geringen Druck entfernt bzw. entzogen, und zwar vorzugsweise
einen Unterdruck. Eine Stellklappe 68 wird zur Regelung des
Drucks in der Rohrleitung 66 und somit auch in der Kammer 208 (5)
verwendet. Der Druck kann auch durch Anpassung der Drehzahl der
Pumpe 70 geregelt werden. Hiermit wird festgestellt, dass
die Pumpe 70 Luft und Wasser pumpen kann, wobei sich das
aus den Kühlkästen 50, 52 austretende
Kühlmittel
aus etwa 95% Wasser und 5% Luft zusammensetzt.
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Das
Wasser 21 wird danach zur Rückführung in das Kühlsystem
durch die Rohrleitung 72 zurück in den Behälter 20 gepumpt.
Ein Ventil 74 ist vorzugsweise für die Zufuhr von Frischwasser
vorgesehen, wie zum Beispiel über
die kommunale Wasserversorgung, wobei das Frischwasser bei Bedarf
in den Behälter
eingeführt
werden kann. Hiermit wird festgestellt, dass das erfindungsgemäße Kühlsystem ein
ununterbrochenes geschlossenes Regelsystem vorsieht, in dem Kühlmittel 21 aus
dem Behälter 20 zu
einer Gießanlage
und danach zurück
in den Behälter 20 geleitet
wird.
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Die
Abbildung aus 2 zeigt eine Seitenansicht der
Gießanlage 48,
wobei die Kühlkästen 50 und 52 hinter
einem entsprechenden Paar von Förderbändern 100 und 102 angeordnet
dargestellt sind. In dieser Ansicht sind die Seitendämme für die Gießanlage
nicht abgebildet, wobei hiermit allerdings festgestellt wird, dass
die Bänder 100 und 102 gemeinsam
mit den beweglichen, entgegengesetzten Seitendämmen die Form 58 (1)
in der Gießzone 60 definieren.
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Geschmolzenes
Metall wird der Form 58 über einen Ofen 110 zugeführt, der
eine von dem Ofen abgehende Mulde 112 aufweist. Der Ofen 110 und
die Mulde 112 sind in der Abbildung aus 2 schematisch
dargestellt. Das geschmolzene Metall in der Mulde 112 wird
einer Gießwanne 114 und
danach einer Düse 116 zugeführt. Eine
nähere
Beschreibung einer Düse,
die verwendet werden kann, findet sich in dem U.S. Patent US-A-4.998.315, wobei
die Offenbarung dieses Patents hierin ausdrücklich durch Verweis enthalten
ist.
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Die
Düse 116 führt das
geschmolzene Metall in die Form 58 ein. Das geschmolzene
Metall 120 aus der Düse 116 tritt
in geschmolzener Form aus, wobei sich das geschmolzene Metall 120 während dem
Verlauf durch die Gießzone 60 zu
einem Metallprodukt 122 verfestigt. Das Metallprodukt 122 wird
danach zur Weiterverarbeitung aus der Gießzone 60 befördert, wie
etwa zum Warmwalzen, so dass das metallische Endprodukt gebildet
wird, wie etwa Dosenblech oder Karosserieblech für die Automobilindustrie.
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Die
Bänder 100 und 102 werden
von den oberen Spulen 130, 132 abgewickelt und
danach durch entsprechende Riemenscheiben 134, 136 bzw. 138, 140 durch
die Gießzone 60 geführt. Die
Bänder 100 und 102 werden
danach auf untere Spulen 142 und 144 gewickelt.
Bandschuhe bzw. Bandgleitstücke 150, 152 und 154, 156 sind
ferner vorgesehen, um die Führung
der entsprechenden Bänder 100 und 102 durch
die Gießzone 60 zu
unterstützen.
Hiermit wird festgestellt, dass in der Abbildung aus 2 zwar
ein Band mit offenem Ende für
eine vertikal ausgerichtete Gießanlage
dargestellt ist, wobei die hierin offenbarte Erfindung jedoch nicht
auf diese Art von Gießanlage
beschränkt
ist und in Verbindung mit anderen Arten von Gießanlagen verwendet werden kann,
wie zum Beispiel Gießanlagen,
bei denen Endlosbänder
zum Einsatz kommen sowie Gießanlagen, die
entweder allgemein vertikal oder allgemein horizontal ausgerichtet
sind.
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Jedes
der Bänder 100, 102 weist
eine erste Hauptoberfläche 100a, 102a und
eine zweite Hauptoberfläche 100b, 102b auf.
Die Bänder 100, 102 können jede
gewünschte
Breite aufweisen sowie eine Dicke im Bereich von etwa 0,25 mm bis
0,635 mm bzw. 0,75 mm. Wie dies in der Abbildung aus 2 dargestellt
ist, sind die ersten Hauptoberflächen 100a, 102a in
der Gießzone 60 geschmolzenem
Metall ausgesetzt, wobei die zweiten Hauptoberflächen 100b und 102b (oder
Kühloberflächen) den
entsprechenden Kühlkästen 50 und 52 ausgesetzt
sind. Hiermit wird festgestellt, dass das Wasser von den Kühlkästen 50, 52 auf
die zweiten Hauptoberflächen 100b und 102b der
Bänder 100 und 102 auftrifft,
um die Bänder 100 und 102 zu
kühlen
und Wärme
von dem sich verfestigenden geschmolzenen Metall in der Form 58 zu
entziehen. Der hierin teilweise verwendete Begriff "Bandvorderseite" betrifft die erste
Hauptoberfläche 100a bzw. 102a des
entsprechenden Bands 100 bzw. 102, und der Begriff "Bandiückseite" oder "Kühloberfläche" betrifft die zweite Hauptoberfläche 100b oder 102b des
entsprechenden Bands 100 bzw. 102.
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Eine
genauere Beschreibung einer Doppelgurt-Bandstranggießanlage findet sich in dem
U.S. Patent. US-A-4.964.456,
dessen Offenbarung hierin ausdrücklich
durch Verweis enthalten ist.
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In
nachstehendem Bezug auf die Abbildungen der 3 bis 13 wird
der Betrieb des Kühlkastens 52 näher beschrieben.
Hiermit wird festgestellt, dass die Kühlkästen 50 und 52 auf
die gleiche Art und Weise funktionieren, so dass hierin nur er Kühlkasten 52 beschrieben
wird. Wie dies aus der Abbildung aus 3 ersichtlich
ist, weist der Kühlkasten 52 einen äußeren Kasten 200 auf,
der einen inneren Kasten 202 im wesentlichen und vorzugsweise
vollständig umgibt.
Beim allgemeinen Betrieb des Kühlkastens 52 wird
das Kühlwasser 21 über die
Rohrleitung 56 (siehe auch 1) in den
inneren Kasten 202 eingeführt. Der innere Kasten 202 ist
durch eine Wand 204 in zwei Kammern unterteilt, wobei die
Wand 204 eine Kühlmittel-Zufuhrkammer 206 und
eine Kühlmittel-Entfernungskammer 208 erzeugt.
Das Kühlmittel 21 wird über die
Rohrleitung 56 der Kühlmittel-Zufuhrkammer 206 zugeführt. Nach
der Zufuhr wird das Kühlmittel
in Richtung einer Kammer 210 (5) geleitet,
die durch die Vorderseite der Kühlfläche 212 des
inneren Kastens 202 und die Rückseite 102b des Bands
gebildet wird. Nachdem das Kühlmittel
auf die Rückseite 102b des
Bands 102 aufgetroffen ist, wird es durch die Rohrleitung 63 aus
der Kammer 210 und danach in die Rohrleitung 66 entfernt.
Das Kühlmittel wird
durch einen durch die Pumpe 70 (1) erzeugten
Unterdruck entfernt bzw. entzogen. Das Kühlmittel rezirkuliert daraufhin
durch das System, wie dies vorstehend in Bezug auf die Abbildung
aus 1 beschrieben worden ist.
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Obwohl
die Vorderseite 212 des inneren Kastens 202 dicht
mit dem Band 102 abschließt (wie dies nachstehend in
Bezug auf die Abbildung aus 13 näher beschrieben
wird), kann es vorkommen, dass ein Teil des Kühlmittels nicht durch die Rohrleitung 63 aus
der Kühlmittel-Entfernungskammer 208 entfernt
wird. Dieses Kühlmittel
wird jedoch durch den äußeren Kasten 200 entfernt,
der ebenfalls eine Rohrleitung 64 aufweist, die mit der
Rohrleitung 66 verbunden ist. Dadurch wird auch in dem äußeren Kasten 200 ein
Unterdruck erzeugt, so dass etwaiges Kühlmittel, das nicht durch die
Rohrleitung 63 aus der Kammer 208 entfernt wird,
in dem äußeren Kasten 200 empfangen
und aus diesem entfernt wird. Dieses Kühlmittel fließt durch
die Rohrleitung 64 und in die Rohrleitung 66,
so dass es in das Kühlsystem
gemeinsam mit dem Kühlmittel
aus dem inneren Kasten 202 zurückgeführt wird. Das Vakuumgebläse 230 erfüllt verschiedene
Funktionen. Wenn Kühlmittel
anfänglich
in die Kammer 208 eingeführt wird, erzeugt das Gebläse 230 einen
Unterdruck in der Kammer 208, so dass Kühlmittel aus dieser durch die
Rohrleitung 63 entzogen werden kann. Das erzeugte Vakuum
zieht ferner anfangs das Band 100 gegen die Walzen des
Kühlkastens
und sieht einen dichten Abschluss an der Seite des Bands 100 vor,
so dass kein Kühlwasser
austritt. Bei der ersten Inbetriebnahme und jederzeit danach entzieht
das Vakuumgebläse 230 mit
dem Kühlmittel
vermischte Luft. Diese Luft wird aus der Umgebung in das Kühlmittel
eingeführt. Die
Luft wird über
die Rohrleitung 64 und die Rohrleitung 66 aus
dem äußeren Kasten 200 entzogen.
Das Vakuumgebläse 230 erzeugt
ferner einen Unterdruck in dem Kühlkasten 50.
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In
Bezug auf die Abbildungen aus den 4 bis 7 erfolgt
nachstehend eine genaue Beschreibung 10 der Zufuhr und
der Entfernung des Kühlmittels
aus der Kammer 210. Das Kühlmittel tritt über die Rohrleitung 56 in
die Kühlmittel-Zufuhrkammer 206 ein.
Für den
Verlauf von der Kammer 210 ist eine Reihe von Zufuhrrohren
vorgesehen, wie etwa das Zufuhrrohr 250 (5).
Die Zufuhrrohre sind im wesentlichen senkrecht zu der Kühlfläche 212 und
dem Band 102 angeordnet und weisen ein erstes offenes Ende 252 auf,
das eine Übertragungsverbindung
mit der Kammer 206 aufweist. Das Zufuhrrohr 250 verläuft danach
durch eine Öffnung 254 in
der Wand 204, welche die Kammer 206 von der Kammer 208 trennt.
Das Zufuhrrohr 250 weist ferner ein zweites offenes Ende 260 auf,
das eine Übertragungsverbindung
mit einem Verteiler 262 aufweist, der allgemein parallel
zu dem Band 102 angeordnet ist und sich transversal über die
Kühlfläche 212 des
inneren Kastens 202 erstreckt. Hiermit wird festgestellt,
dass jeder Verteiler eine Mehrzahl von Zufuhrrohren empfängt, wie
dies in der Abbildung aus 6 am besten dargestellt
ist, in der die Aufnahme mehrerer Zufuhrrohre wie etwa des Zufuhrrohres 250 in
dem Verteiler 262 dargestellt ist.
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In
näherem
Bezug auf die Abbildungen der 7 und 8 wird
das Kühlmittel
in den Verteilern daraufhin einer Reihe von Düsen wie etwa der Düse 270 zugeführt, um
in die Kammer 210 und somit der Rückseite 102b des Bands 102 zugeführt zu werden. Jeder
Verteiler weist eine Mehrzahl von Durchgängen auf, wie etwa die Durchgänge 272, 274,
in denen eine Düse
angeordnet ist, wie etwa die Düse 270 in dem
Durchgang 272. Die Düse 270,
die nachstehend im Text näher
beschrieben wird, weist eine Gewindeende 276 auf, das in
den Durchgang 272 geschraubt wird, sowie ein offenes Ende 278,
das der Rückseite 102b des
Bands 102 Kühlmittel
zuführt.
Nachdem das Kühlmittel
auf die Rückseite 102b des
Bands 102 getroffen ist, wird es durch Durchgänge von
der Kammer 210 weg gezogen, die durch longitudinal benachbarte
Verteiler definiert sind, wie etwa den Durchgang 280 zwischen
dem Verteiler 262 und dem Verteiler 282. Der Zwischenraum
ist auch in der Abbildung aus 9 erkennbar,
in der eine Mehrzahl derartiger Zwischenräume dargestellt sind. Das Kühlmittel
wird danach in der Kühlmittel-Entfernungskammer 208 empfangen
und aus dieser über
die Rohrleitung 63 und danach in die Rohrleitung 66 entzogen, wie
dies bereits vorstehend in Bezug auf die Rezirkulation in dem System
beschrieben worden ist.
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Die
Abbildung aus 9 zeigt eine Detailansicht der
Kühlfläche 212 des
inneren Kastens 202. Die Kühlfläche weist eine Mehrzahl von
Spalten mit Bronze-Lagerblöcken
wie etwa dem Lagerblock 300 auf, welche Walzen aufweisen,
wie etwa die Walzen 302, 304. Die Walzen erstrecken
sich von den Lagerblöcken
auswärts
und sehen eine Walzoberfläche vor,
auf der das Band 102 getragen bzw. gestützt wird, wie dies in der Abbildung
aus 8 dargestellt ist. Aus der Abbildung aus 9 ist
ersichtlich, dass die Lagerblöcke
mehrere Öffnungen
aufweisen, in denen Düsen
angeordnet sind, wie etwa die Düse 270 (7 und 8).
Die Lagerblöcke
und Walzen sind derart konstruiert und angeordnet, dass zwischen
den Walzen eine Düsenöffnung definiert
ist, wie dies. nachstehend in Bezug auf die Abbildungen der 10 bis 12 näher beschrieben
wird. Die Abbildung aus 9 zeigt ferner abgelöste Schichten
der Kühlfläche 212 zur
Veranschaulichung der verschiedenen Elemente des Kühlmittel-Zufuhrsystems.
Der Verteiler 262 ist mit darin ausgebildeten Durchgängen 272 und 274 dargestellt.
Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, wird Kühlmittel 21 durch
Zufuhrrohre, wie etwa das Zufuhrrohr 250 (5 bis 8),
dem Verteiler 262 zugeführt.
In der Abbildung aus 9 ist ein Zufuhrrohr 250a näher dargestellt,
das Kühlmittel 21 in
den Verteiler 262 einführt.
Die Abbildung aus 9 zeigt schließlich auch
eine Vorderansicht der Trennwand 204, die eine Durchgangsöffnung 254a aufweist, durch
die ein Zufuhrrohr angeordnet ist. Diese Öffnung entspricht der in den
Abbildungen der 5 bis 8 dargestellten Öffnung 254.
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Hiermit
wird somit festgestellt, dass das Kühlmittel 21 über die
Rohrleitung 56 der Kühlmittel-Zufuhrkammer 206 zugeführt wird
und durch Zufuhrrohre, wie etwa die Zufuhrrohre 250 und 250a,
zu Verteilern transportiert wird, um in der Folge Düsen wie
etwa der Düse 270 zugeführt zu werden.
Die Düse 270 weist
eine Düsenöffnung 271 (12)
auf, die einen Durchmesser von etwa 0,8 mm bis 1,5 mm aufweist.
Das Kühlmittel 21 trifft
danach auf die Rückseite
des Bands 102b i der Kammer 210 und wird aus der
Kammer 210 in die Kühlmittel-Entfernungskammer 208 entzogen.
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Die
Abbildungen aus den 10 bis 12 zeigen
ein Teilstück
des Lagerblocks 300. Der aus Bronze bestehende Lagerblock 300 weist
eine Mehrzahl von Öffnungen
auf, wie etwa die Öffnung 312,
in die eine Düse
geschraubt wird, wie etwa die Düse 270.
Wie dies aus der Abbildung aus 8 ersichtlich
ist, ist die Düse 270 an
dem Verteiler 262 befestigt, wodurch der Lagerblock 300 an
dem Verteiler 262 gesichert und dabei die Kühlfläche 212 des
Kühlkastens 200 gebildet
wird. Die Walzen sind auf jeder Seite des Lagerblocks angeordnet
und an diesem durch einen Walzenschaft 310 angebracht,
der sich teilweise in einer Walzenschaftöffnung 313 befindet. An
einem Ende 314 des Walzenschafts 310 ist eine Edelstahlwalze 302 angebracht,
wobei an dem entgegengesetzten Ende 316 eine Walze 304 angebracht
ist. Der Walzenschaft 310 kann sich frei in dem Durchgang 312 drehen.
Wie dies in der Abbildung aus 11 dargestellt
ist, weisen die Walzen einen Abschnitt 318 auf, der sich
von der Seite 320 des Lagerblocks erstreckt.
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Die
Abbildung aus 12 zeigt eine detaillierte Vorderansicht
zweier benachbarter Lagerblöcke.
Die Walzen sind so gestaltet, dass sie einen Zwischenraum 340 definieren,
in dem eine Düse 342 angeordnet
ist. Die dargestellten Walzen 302, 304 weisen
einen zylindrischen Abschnitt auf, der eine verhältnismäßig dünne Walzoberfläche vorsieht,
und einen kegelstumpfartigen Abschnitt, der gemäß der Abbildung vorzugsweise
krummlinig oder auswärts konkav
ist, um den Zwischenraum 340 zwischen Walzen vorzusehen
oder zu erzeugen, um (i) die Düse
vorzusehen sowie (ii) den Kühlmittelfluss
um die Düse.
Dies ermöglicht
es, dass eine große
Anzahl von Düsen
in einer kleinen Fläche
platziert werden kann, wobei ausreichend Platz für den Transport von Kühlmittel
zu und von dem Band vorgesehen ist, um den Wirkungsgrad der Kühlung zu
erhöhen
und gleichzeitig eine ausreichende Walzenunterstützung für das Band vorzusehen. Der
horizontale Abstand D1 zwischen zwei Düsen beträgt etwa
5 mm bis 15 mm, vorzugsweise 11 mm oder 12 mm, und wobei der vertikale
Abstand D2 zwischen zwei Düsen vorzugsweise
etwa 13 mm beträgt.
Dieser enge Abstand ermöglicht
die gleichmäßige Wasserzufuhr
mit hoher Dichte an die Rückseite
des Bands, was wiederum die Übertragung
von hoher Wärme
und eine kühle
Betriebstemperatur für
das Band ermöglicht,
was wiederum die Stabilität
des Bands fördert.
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Der
Druck des Kühlmittels
auf die Rückseite 102b des
Bands 102 kann unter Verwendung unterschiedlich großer Düsen geregelt
werden sowie durch Anpassung des Querschnitts des Durchgangs 280.
Dies kann zum Beispiel durch die Befestigung von Platten wie etwa
der Platte 290 über
den Durchgang 280 erfolgen. Die Platten können eine Öffnung wie
etwa die Öffnung 292 in
der Platte 290 oder keine Öffnung aufweisen und somit
den Durchgang 280 vollständig blockieren. Während das
geschmolzene Metall nach unten in die Form fließt, muss der Wasserdruck entlang
der Länge
der Gießzone
angepasst werden. Das Band muss in Kontakt mit dem sich verfestigenden
Metallprodukt gehalten werden, um Oberflächenfehler zu vermeiden. Dies
erfolgt durch Erhöhung
des Drucks des Kühlmittels
durch die Düsen,
die sich in dem unteren Abschnitt der Gießzone befinden, so dass das
Band in Kontakt mit der Oberfläche
des schrumpfenden Metallprodukts während der Verfestigung verbleibt.
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In
erneutem Bezug auf die Abbildung aus 9 und in
Bezug auf die Abbildung aus 13 wird
nachstehend die Dichtungseinrichtung der Kühlfläche beschrieben. Die Abbildung
aus 13 veranschaulicht die durch die Bänder 100 und 102 in
Verbindung mit den Seitendämmen 350 und 352 definierten
Form 58. Der Kühlkasten 52 weist
gefederte Dichtungen 360, 362 an entgegengesetzten
Seiten des Kastens auf. Die gefederten Dichtungen 364 und 366 sind
für den
Kühlkasten 50 vorgesehen.
Die gefederten Dichtungen weisen Düsen auf, wie etwa die Düsen 370 und 372 für die gefederte
Dichtung 360. Die Dichtungen 360, 362, 364 und 366 dienen
verschiedenen Zwecken. Bei einem Zweck handelt es sich um die Abdichtung
des Bands und des Seitendamms. Ein weiterer Zweck ist die Abdichtung
zwischen dem Band und der Kammer 210. Die Düsen 370, 372 dienen
zum Kühlen
des Seitendamms. Eine zweite Anordnung von Dichtungen ist außerhalb
der Dichtungen 360, 362, 364 und 366 dargestellt.
Diese Dichtungen 380, 382, 384, 386 sind
ebenfalls gefedert, weisen jedoch keine Öffnungen für die Düsen auf. Zuletzt sind die äußeren Dichtungen 390, 392, 394, 396 vorgesehen.
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In
erneutem Bezug auf die Abbildung aus 9 ist eine Öffnung,
wie etwa die Öffnung 398, zwischen
der mittleren Dichtung und der äußeren Dichtung
vorgesehen, wie etwa zwischen der mittleren Dichtung 380 und
der äußeren Dichtung 390,
um ausgetretenes Kühlmittel
in dem äußeren Kasten 202 zu
sammeln.
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Die
Erfindung umfasst eine Verfahren zum Gießen von geschmolzenem Metall
in ein Metallprodukt. Das Verfahren umfasst das Vorsehen einer Bandstranggießanlage,
die eine Form zum Gießen eines
geschmolzenen Metalls in ein Metallprodukt definiert, wobei die
Gießanlage
ein Förderband
mit einer Kühloberfläche und
einer Gießoberfläche aufweist,
und wobei das Band durch eine Gießzone geführt wird, die eine Form aufweist.
Das Verfahren umfasst die Zufuhr eines Kühlmittels an die Kühloberfläche des
Bands über
eine Mehrzahl von Düsen,
die zwischen einer Mehrzahl von Walzen angeordnet sind. Danach wird
geschmolzenes Metall in die form eingeführt und in dieser zu einem
Metallprodukt verfestigt.
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Eine
weitere Erfindung umfasst ein Verfahren zum Gießen von geschmolzenem Metall
in ein Metallprodukt, wobei eine Bandstranggießanlage vorgesehen wird, die
eine Form zum Gießen
des geschmolzenen Metalls in ein Metallprodukt definiert, wobei
die Gießanlage
folgendes aufweist: (i) ein Förderband
mit einer Kühloberfläche und
einer Gießoberfläche; und
(ii) einen Kühlkasten
mit einer ersten Kammer; mit einer Einrichtung für die Zufuhr eines Kühlmittels
aus der ersten Kammer an eine zweite Kammer, die durch die Kühlfläche des
Kühlkastens und
die Kühloberfläche des
Bands definiert ist, und eine dritte Kammer. Das Verfahren umfasst
in der Folge das Führen
des Bands durch eine Gießzone, welche
die Form aufweist, wobei das Kühlmittel
von einem Kühlmittelvorrat
der ersten Kammer zugeführt wird,
und wobei das Kühlmittel
aus der ersten Kammer über
die Zufuhreinrichtung der zweiten Kammer zugeführt wird, so dass das Kühlmittel
der Kühloberfläche des
Bands zugeführt
wird. Das Verfahren umfasst in der Folge das Einführen des
Kühlmittels
aus der zweiten Kammer in die dritte Kammer sowie das Entfernen
des Kühlmittels
aus der dritten Kammer. Geschmolzenes Metall wird daraufhin in die
Form eingeführt
und verfestigt sich in dieser zu einem Metallprodukt.