DE69720997T2 - DAUERMAGNETISCHE HYDRODYNAMISCHE VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR STABILISIERUNG VON STRANGGUßBÄNDERN - Google Patents

DAUERMAGNETISCHE HYDRODYNAMISCHE VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR STABILISIERUNG VON STRANGGUßBÄNDERN Download PDF

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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Description

  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich des Stranggießens von geschmolzenem Metall, wobei das geschmolzene Metall unter Verwendung eines oder mehrerer endloser, flexibler, sich bewegender, wärmeleitender Gießbänder, z. B. metallischer Gießbänder, Band-Gießmaschinen zugeführt wird, wobei das Gießband bzw. die Gießbänder einen sich bewegenden Formhohlraum oder Formraum definieren, entlang dem das Band oder die Bänder sich kontinuierlich bewegen, wobei aufeinanderfolgende Bereiche jedes Bandes in den Formhohlraum eintreten, sich entlang des Formhohlraums bewegen und anschließend aus dem sich bewegenden Formhohlraum austreten. Das durch einen solchen Stranggießprozeß erhaltene Produkt ist normalerweise ein kontinuierliches Brammen-, Platten-, Blech- oder Bandmaterial oder ein im allgemeinen rechteckiges, kontinuierliches Stangenmaterial.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere permanentmagnetische, hydrodynamische Verfahren und Vorrichtungen zum Stabilisieren eines sich bewegenden, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden, weichmagnetischen, ferromagnetischen Gießbandes bezüglich thermischen Störungen, während sich das Band entlang des Formhohlraums bewegt und an seiner Vorderseite durch die durch das geschmolzene Metall erzeugte Wärme erwärmt wird, während es an seiner Rückseite durch fließende, gepumpte, Kühlflüssigkeit gekühlt wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Während des Stranggießens von geschmolzenem Metall in einer Maschine unter Verwendung mindestens eines sich bewegenden, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes, z. B. eines metallischen Gießbandes, ist es ganz wesentlich, daß das sich bewegende Band sich entlang einer vorgegebenen Sollbahn bewegt, so daß das Band selbst auch dann eben bzw. glatt und flach gehalten wird, wenn thermische Belastungen oder Spannungen auftreten, weil heißes Metall mit seiner Vorderseite in Kontakt steht, während die Rückseite des Bandes durch eine geeignete Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Das Stranggießen geschmolzener Metalle in einer Maschine unter Verwendung mindestens eines derartigen Gießbandes ist häufig durch thermisch induzierte Verbiegungen, Wölbungen, Wellungen oder Faltenbildungen (nachstehend als "Defekte" bezeichnet) des Gießbandes beeinflußt worden. In den US-Patenten Nr. 3937270, 4002197, 4062235 und 4082101 von Hazelett et al. (in 8 jedes dieser Patente) und im US-Patent Nr. 4749027 von Allyn et al. (in 5) sind in einem derartigen Gießband auftretende, thermisch induzierte Querwölbungen und Wellungen dargestellt. Außerdem sind in derartigen Bändern auch thermisch induzierte Verbiegungen oder Faltenbildung aufgetreten. Diese Bandstörungen oder -defekte können plötzlich auftreten, so als ob ein Deckel eines evakuierten Behälters plötzlich hochschnellt, wenn der Deckel anfangs geöffnet wird und plötzlich Luft in den Behälter eintritt. Außerdem können diese Störungen oder Defekte hinsichtlich ihres Ausmaßes und ihrer spezifischen Positionen in einem Gießband, das während es sich entlang des Formhohlraums bewegt, eigentlich eben bzw. glatt und defektfrei sein sollte, unberechenbar und unvorhersagbar sein.
  • Solche thermisch induzierten Defekte treten mit größerer Wahrscheinlichkeit in der Nähe eines Eingangsbereichs des Formhohlraums auf, wo das sich bewegende Gießband zuerst die intensiven Erwärmungseffekte des heißen geschmolzenen Metalls erfährt, wenn es in den Formhohlraum eingeführt wird oder unmittelbar nachdem es in den sich bewegenden Formhohlraum eingeführt worden ist. In der Nähe des Eintrittsbereichs tritt eine Anfangsabkühlung des geschmolzenen Metalls auf oder beginnt die Abkühlung, und die Banddefekte während dieser Abkühlung können zu einem Gußprodukt führen, das Splitter, Flecken oder Segregationen von Legierungsbestandteilen enthält. Diese Defekte im Gußprodukt führen zu Problemen hinsichtlich der Festigkeit, der Formbarkeit und des Erscheinungsbildes des Produkts.
  • Im US-Patent Nr. 2640235 von C. W. Hazelett (Spalte 7) wird eine obere und eine untere Kühleinheit für ein oberes und ein unteres Kühlband beschrieben. Diese Kühleinheiten wurden identisch betrieben, und jede Kühleinheit wies eine Platte auf, die aus einem geeigneten, leicht magnetisierbaren Material bestehen kann, das den weichen Kern eines Elektromagneten bildete. Durch die Platte wurde, wenn diese durch einen Stromfluß magnetisch gemacht wurde, ein Band zur Platte hin angezogen. Um diese Bewegung des Bandes zur Platte hin zu verhindern, wurden Kupfer- oder Messing-Abstandsstücke verwendet, so daß unter Verwendung dieser Abstandsstücke Kammern zwischen dem Band und der Platte gebildet werden konnten. In diese Kammern wurde Kühlwasser zum Kühlen des Bandes eingeleitet. Obwohl dieses Kühlwasser mit einem erheblichen Druck und ausreichend normal eingeleitet wurde, um das Band zu stören bzw. abzulenken und zu verformen, wird in der Beschreibung erwähnt, daß dies aufgrund des Einflusses der magnetischen Platte, die das Band fest gegen die starren Abstandsstücke hält, nicht der Fall ist. Auf diese Weise kann, wie in der Beschreibung dargestellt ist, das Band gekühlt werden, während es geführt und so gehalten wird, daß Störungen und Verformungen verhindert werden, so daß eine exakte Dicke des Produkts aufrechterhalten werden kann.
  • Im US-Patent Nr. 3933193 von William Baker et al. wird eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metallbändern zwischen sich bewegenden Bändern beschrieben. Diese Bänder wurden durch externe Anziehungskräfte, die durch Unterdruckbedingungen erzeugt und auf die Rückseite der Bänder ausgeübt wurden, oder durch für den gleichen Zweck erzeugte magnetische Kräfte gegen dicht beabstandete Halterungsflächen gehalten.
  • Im US-Patent Nr. 4190103 (Spalte 2, Zeilen 38–44) von Olivio Sivilotti et al. wird dargestellt: "Daher wurde in einer praktischen Ausführungsform der vorstehend erwähnten Vorrichtung das Band durch Unterdruck im wassergefüllten Gehäuse gegen die Flächen der dicht beabstandeten Halterungen gezogen. Eine alternative Anordnung bestand darin, Magneteinrichtungen bereitzustellen, die durch ferromagnetische Halterungen auf ein ferromagnetisches Band wirken, um das Band auf der Sollbahn zu halten".
  • Der Patentanmelder der vorliegenden Erfindung, Hazelett Strip-Casting Corporation, hat experimentell versucht, stationäre elektromagnetische, gerippte Bandverstärkungsplatten mit den Rückseiten sich bewegender Gießbänder in Gleitkontakt zu bringen, wobei die Leistung jedoch nicht so gut war, daß eine Weiterverwendung angesichts des übermäßigen Verschleißes und der übermäßigen Reibung gerechtfertigt gewesen wäre. Außerdem versagten diese elektromagnetischen, gerippten Platten darin, das sich bewegende Gießband zuverlässig im flachen Zustand zu halten oder zu stabilisieren.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegenden Erfinder haben festgestellt, daß die von C. W. Hazelett, Sivilotti et al. oder Baker et al. in den vorstehend erwähnten Patenten beschriebenen magnetischen Vorrichtungen zum Stranggießen von geschmolzenem Metall nicht industriell angewendet wurden, weil ihre magnetischen Anziehungskräfte, d. h. die auf das Band ausgeübten Anziehungs- oder Zugkräfte, als Funktion der Abstände (Zwischenräume) zwischen dem Gießband und den magnetischen Vorrichtungen, die dazu vorgesehen waren, thermisch gestörte Abschnitte des sich bewegenden Bandes zu den magnetischen Vorrichtungen hin und in einen vorgegebenen ebenen bzw. glatten oder flachen Zustand zu ziehen, zu rasch und/oder zu abrupt abnahmen. Die magnetische Anziehungskraft (Zugkraft) dieser herkömmlichen Vorrichtungen auf ein Gießband erstreckte sich nicht über wesentliche Zwischenräume oder Abstände und war daher nicht in der Lage, Abschnitte eines Bandes geeignet zurückzuziehen, die aufgrund thermisch induzierter Störungen von einem gewünschten ebenen bzw. glatten oder flachen Zustand wesentlich abweichen. D. h., die durch die vorliegenden Erfinder als "weitreichende Anziehungskraft" oder "weitreichende Zugkraft" bezeichnete Kraft war nicht vorhanden.
  • Im Patent von Baker et al. wurde der in der vorliegenden Erfindung entdeckte wichtige kritische Faktor der "weitreichenden Anziehungskraft" (d. h. "weitreichenden Zugkraft") nicht dargestellt oder erwähnt.
  • In der vorliegenden Erfindung wird diese weitreichende Anziehungs- oder Zugkraft durch die hierin beschriebenen spezifischen permanentmagnetischen Materialien bereitgestellt, die in den beschriebenen magnetischen Schaltungen angeordnet sind, wobei die Anziehungskraft sich über die Abstände (Zwischenräume) zwischen Polflächen der magnetischen Schaltungen und einem sich bewegenden, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießband aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material erstreckt, um thermisch gestörte Abschnitte des Bandes zu den Polflächen hin zu ziehen und das Band innerhalb enger Grenzen in einem vorgegebenen, erwünschten, stabilisierten, glatten oder flachen Zustand zu halten, in dem es durch hydrodynamische Kräfte gehalten wird, die durch später beschriebene Ströme einer gepumpten Kühlflüssigkeit derart bereitgestellt werden, daß das stabilisierte Band sich entlang seiner vorgegebenen Bahn bewegt, während es durch hydrodynamische Abstoßkräfte in einem stabilisierten flachen Schwebezustand gehalten wird, wobei die Abstoßkräfte durch die gepumpte Kühlflüssigkeit und sich schnell bewegende Kühlflüssigkeitsschichten ausgeübt werden, wobei das Band nicht mit stationären Gegenständen in Gleitkontakt kommt und verschleißt, sondern sich entlang Wasserfilmen im wesentlichen reibungsfrei bewegt.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden mehrere hydromagnetische Vorrichtungen in Anordnungen bereitgestellt, wobei Ströme einer gepumpten Kühlflüssigkeit feste Drosselkanäle durchlaufen, die zu Drucktaschen führen, die als der Rückseite des Gießbandes zugewandte Drosseldüsen dienen. Diese Kühlflüssigkeitsströme werden von den Drosseldüsen ausgegeben, die benachbart zu den Magnetpolflächen angeordnet oder von den Magnetpolflächen umrandet sind, um Abstoßkräfte gegen die Rückseite des Bandes auszuüben, wobei Kühlflüssigkeit in der Form sich schnell bewegender Filme von den Drucktaschen strahlenförmig ausgegeben wird (ausgestoßen wird) und sich in den Zwischenräumen zwischen der Rückseite des sich bewegenden Gießbandes und den Magnetpolflächen bewegt. Diese sich schnell bewegenden Filme kühlen das Band und üben hydrodynamische Kräfte aus, die gegen die Rückseite des sich bewegenden Bandes drücken, um das Band zu stützen und das Band leicht beabstandet von den die Kühl flüssigkeit ausgebenden Polflächen zu halten, während das Band durch die leistungsstarken, weitreichenden magnetischen Anziehungskräfte (Zugkräfte), die von diesen Polflächen ausgehen und sich über die Zwischenräume bis zum sich bewegenden Band erstrecken, in einem glatten und flachen Zustand stabilisiert wird. Daher wird die gepumpte Kühlflüssigkeit zweifach gedrosselt. Sie wird einmal gedrosselt, wenn sie die festen Drosselkanäle durchläuft, die in die dem Band zugewandten Drucktaschen führen. Sie wird erneut gedrosselt, wenn sie von den Drucktaschen herausströmt und über die die Drucktaschen umrandenden Magnetpolflächen ausgegeben wird. Tatsächlich wird die Kühlflüssigkeit von diesen Drucktaschen in der Form sich schnell bewegender Kühlflüssigkeitsfilme ausgegeben, die durch Zwischenräume zwischen dem Band und den Magnetpolflächen strömen, die die Drucktaschen umranden und ähnlich wie Kühlmittelausgabeflächen wirken.
  • Die hydrodynamischen Vorrichtungen in diesen Anordnungen weisen leistungsstarke Permanentmagnete auf, die aus einem besonderen permanentmagnetischen Material hergestellt sind. Durch diese Magnete, die in jeder Anordnung in magnetischen Schaltungen angeordnet sind, werden weitreichende magnetische Anziehungskräfte mit unüblichen Eigenschaften bereitgestellt, die vermutlich für einen erfolgreichen Betrieb der dargestellten Ausführungsformen der Erfindung kritisch sind. Die durch solche Permanentmagnete (die ein in Mega-Gauß-Oersted dargestelltes, sehr hohes maximales Energieprodukt aufweisen) bereitgestellte, leistungsstarke magnetomotorische Kraft ist vermutlich nicht der einzige Grund für einen erfolgreichen Betrieb in in diesen Anordnungen oder "Kissen" von hydromagnetischen Vorrichtungen verwendeten magnetischen Schaltungen. Eine andere Eigenschaft, die vermutlich für ihren erfolgreichen Betrieb ebenfalls kritisch ist, ist die sehr niedrige Entmagnetisierungspermeabi lität, die so gering ist, daß sie in der gleichen Größenordnung liegt wie diejenige von Luft oder Wasser oder Vakuum. Durch diese sehr niedrige Entmagnetisierungspermeabilität wird ermöglicht, daß die Polflächen und Pole der offenbarten magnetischen Schaltungen sehr leistungsstarke magnetische Anziehungskräfte (Zugkräfte) auf ein sich bewegendes, flexibles, dünnes, wärmeleitendes Gießband ausüben, das weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält, wobei diese Anziehungskräfte sich von den Polflächen relativ weit über die Zwischenräume (Abstände) zwischen den Polflächen und dem sich bewegenden Gießband erstrecken, und wobei diese Zwischenräume mit Luft und/oder Wasser gefüllt sind. Durch diese Magnete in ihren magnetischen Schaltungen wird eine Anordnung koplanarer magnetischer Polflächen mit alternierenden Nord- und Südpolaritäten bereitgestellt, die der Rückseite eines sich bewegenden, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes zugewandt sind, das weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden erfindungsgemäß inhärent variable Abstoßkräfte (Druckkräfte) der gepumpten Kühlflüssigkeit verwendet, die von Drosseldüsen in den hydromagnetischen Vorrichtungen ausgegeben werden und sich schnell bewegende Kühlflüssigkeitsfilme bereitstellen, die sich über den magnetischen Polflächen bewegen und gegen die Rückseite des sich bewegenden Bandes wirken. Diese Abstoßkräfte nehmen mit zunehmendem Abstand (zunehmendem Zwischenraum) zwischen der Rückseite des Bandes und einer magnetischen Polfläche, über die die sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilme strömen, relativ schnell ab. Diese Abstoßkräfte werden mit der durch die Polfläche an der gleichen Position auf das sich bewegende Band ausgeübten Anziehungskraft (Zugkraft) ins Gleichgewicht gebracht, wobei die Anziehungskraft mit zunehmendem Abstand relativ langsamer abnimmt. Durch die vorteilhafte Wechselwirkung einer schnell abnehmenden Abstoßkraft, die mit einer relativ langsamer abnehmenden, weitreichenden magnetischen Anziehungskraft ins Gleichgewicht gebracht wird, wird veranlaßt, daß das sich bewegende Gießband schwebt und durch das Gleichgewicht von Zug-/Druckkräften innerhalb enger Grenzen verläßlich stabilisiert wird. Dadurch schwebt das sich bewegende Band zwangsweise stabilisiert im flachen oder glatten Zustand und wird durch gedrosselte gepumpte Kühlflüssigkeit in Drucktaschen und dünne ausströmende Filme von sich schnell bewegender Kühlflüssigkeit im flachen oder glatten (Schwebe) Zustand gehalten, die sich in den Zwischenräumen zwischen der Rückseite des Gießbandes und den Polflächen bewegt.
  • In diesen hydromagnetischen Vorrichtungen sind speziell konstruierte Ablenkdüsen zum Zuführen zusätzlicher Kühlflüssigkeit angeordnet, die dem Band unter einem spitzen Winkel zugeführt wird, um eine Schicht aus sich schnell bewegender Kühlflüssigkeit zu erzeugen, die sich in eine Richtung entlang der Rückseite des Bandes bewegt, um eine zusätzliche Kühlung bereitzustellen und die sich schnell bewegenden Flüssigkeitsfilme, die die Magnetpolflächen passiert haben, abzulenken, umzuleiten und schließlich mitzureißen.
  • Somit wird das sich bewegende Band innerhalb eines vorgegebenen, gewünschten Glatt- oder Flachheitszustands stabilisiert, indem die weitreichende Zugkraft mit hydrodynamischen Kräften einer von Drosseldüsen in den hydromagnetischen Vorrichtungen ausgegebenen gepumpten Kühlflüssigkeit ins Gleichgewicht gebracht wird und an Positionen in unmittelbarer Nähe der Magnetpolflächen eine Druckkraft auf die Rückseite des sich bewegenden Bandes ausgeübt wird, um das sich bewegende Band in einer schwebenden Beziehung im Abstand ohne Kontakt zu den Polflächen stabilisiert zu halten.
  • Diese auf ein dünnes Band aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material ausgeübte, leistungsstarke weitreichende Anziehungskraft (Zugkraft) verhält sich anders als bei Magneten aus herkömmlichen Materialien, auch aus Alnico 5, weil diese Materialien einen großen Teil ihrer Anziehungskraft verlieren, wenn wesentliche Zwischenräume, z. B. von 1,5 mm (0,060 Zoll) in magnetischen Schaltungen auftreten, wie beispielsweise in den dargestellten und beschriebenen magnetischen Schaltungen.
  • Die vorliegenden Erfinder halten es für möglich, daß ein beliebiges permanentmagnetisches Material für die Ausführungsformen der Erfindung geeignete Eigenschaften besitzt, wenn dieses Material als Permanentmagnete in magnetischen Schaltungen verwendet werden kann, die ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthalten, um eine Anordnung von Magnetpolen mit entgegengesetzter Polarität bereitzustellen, deren Polflächen der Rückseite eines sich bewegenden Gießbandes zugewandt werden können, wobei die Polflächen unmittelbar benachbart zu Drosseldüsen angeordnet sind (wobei die Polflächen z. B. die Drosseldüsen umranden oder umgeben), wobei die Düsen der Rückseite des Gießbandes zugewandt angeordnet werden können, und wobei die Polflächen und die Polelemente dazu geeignet sind, weitreichende magnetische Anziehungskräfte (Zugkräfte) auf ein sich bewegendes, flexibles, dünnes, wärmeleitendes Gießband auszuüben, das weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält, wobei diese weitreichende magnetische Anziehungskraft an den Polflächen einen ausreichend leistungsstarken Anfangswert aufweist, und wobei diese auf das Gießband in der Nähe der Anordnungen ausgeübte, weitreichende magnetische Anziehungskraft ausgehend von ihrem Anfangswert als Funktion des bis zu 1,5 mm (0,060 Zoll) zunehmenden Abstandes zwischen dem entsprechenden Bandabschnitt und den Polflächen ausreichend langsam abnimmt, so daß das Band innerhalb geeigneter enger Grenzen des Glatt- oder Flachheitsgrades und des Zwischenraumabstands zwangsweise stabilisiert gehalten wird, während es von den Polflächen weg durch gepumpte Kühlflüssigkeitsströme hydrodynamisch im Schwebezustand gehalten wird, die von den Drosseldüsen und von den Drucktaschen in den Drosseldüsen als sich schnell bewegende dünne Filme ausgegeben werden, die über die Polflächen in den Zwischenräumen zwischen den Polflächen und der Rückseite des Bandes strömen.
  • Es können Drehvorrichtungen zum Drehen der Permanentmagnete vorgesehen sein, um, immer wenn dies erwünscht ist, ihre leistungsstarke, weitreichende Anziehungskraft (Zugkraft) auf das Band zu reduzieren, wobei die Zugkraft in ausreichendem Maße reduziert wird, um zu ermöglichen, daß breite, dünne, flexible Gießbänder installiert und entfernt werden können, ohne sie zu beschädigen. Alternativ kann der durch die leistungsstarken Magnete erzeugte magnetische Fluß vom Gießband durch eine geeignete, bewegliche Weiche auf Nebenschluß gelegt werden, um die Zugkraft auf das Band in ausreichendem Maße zu reduzieren, so daß das Band geeignet handhabbar ist.
  • Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die durch thermisch induzierte Störungen eines sich bewegenden, endlosen, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes in einer Stranggießmaschine verursachten, vorstehend erwähnten Probleme oder eliminiert oder reduziert sie wesentlich.
  • Der hierin verwendete Ausdruck "dünn" bezüglich eines überwiegend aus Stahl hergestellten wärmeleitenden Gießbandes bezeichnet ein Gießband mit einer Dicke von weniger als etwa 1/10 Zoll (etwa 2,5 mm) und normalerweise von weniger als etwa 0,070 Zoll (etwa 2,0 mm).
  • Die magnetische Permeabilität des weichmagnetischen, ferromagnetischen Materials ist durch B/H definiert, wobei "B" die magnetische Flußdichte eines Materials in Gauß und "H" die auf das Material ausgeübte magnetische Koerzitivkraft in Oersted bezeichnet. Der hierin verwendete Ausdruck "weichmagnetisches, ferromagnetisches Material" bezeichnet ein Material, das eine maximale magnetische Permeabilität aufweist, die mindestens 500-mal so groß ist wie die magnetische Permeabilität von Luft oder Wasser oder Vakuum, die jeweils eine magnetische Permeabilität von 1 aufweisen. Beispielsweise weist normaler Transformatorstahl eine maximale magnetische Permeabilität von 5450 auf, gemessen bei einer magnetischen Flußdichte B von etwa 6000 Gauß bei einer magnetischen Koerzitivkraft H von etwa 1,1 Oersted, wie auf Seite E-115 des CRC Handbook of Chemistry and Physics, 66. Ausgabe, 1985–1986, dargestellt ist. Der im Ausdruck "weichmagnetisches, ferromagnetisches Material" verwendete Ausdruck "weichmagnetisch" bedeutet, daß dieses Material relativ leicht magnetisierbar bzw. entmagnetisierbar ist. Daher wird die Eigenschaft "weich" hierin im Gegensatz zur Eigenschaft "hart" verwendet, die auf magnetische Materialien angewendet wird, für die eine große Koerzitivkraft erforderlich ist, um sie zu magnetisieren oder zu entmagnetisieren, so daß sie schwierig magnetisierbar und entmagnetisierbar sind. Normaler Transformatorstahl und auch viertelhartgewalztes kohlenstoffarmes Stahlblech, das typischerweise zum Herstellen dünner Gießbänder zur Verwendung in Doppelband-Stranggießmaschinen verwendet wird, sind in der Kategorie "weichmagnetisches, ferromagnetisches Material" eingeordnet.
  • In der ASTM-Spezifikation A 340-93, Standard Terminology of Symbols and Definitions Relating to Magnetic Testing, ist der Ausdruck "Restinduktion Br" als "der Wert der magnetischen Induktion, der einem Null-Magnetisierungsfeld ent spricht, wenn das magnetische Material symmetrisch zyklischen Magnetisierungsbedingungen ausgesetzt ist" definiert.
  • Die Permeabilität eines hartmagnetischen Materials ist ΔB/ΔH, gemessen in einem geeigneten Abschnitt der Entmagnetisierungskurve, wobei die Kurve als derjenige Abschnitt der B-H-Hystereseschleife definiert ist, d. h. der B-H-Schleife oder der B-H-Kurve, der im zweiten (oder vierten) Quadranten der normalen Hystereseschleife liegt. Die "normale Hystereseschleife" ist gemäß der vorstehend erwähnten ASTM-Spezifikation definiert.
  • Andere Aufgaben, Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, die lediglich zur Erläuterung dienen und durch die die Erfindung nicht eingeschränkt werden soll und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt sind, sondern lediglich die dargestellten Prinzipien der Erfindung verdeutlichen sollen. Insbesondere bezieht sich die Beschreibung auf eine Doppelband-Gießmaschine und normalerweise auf den unteren Schlitten oder Wagen einer solchen Gießmaschine. Es werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Komponenten oder Elemente in den verschiedenen Figuren zu bezeichnen. Große Pfeile mit Umrißlinien zeigen die "Stromabwärts"-richtung bezüglich der Längsrichtung (Stromaufwärts-Stromabwärts-Ausrichtung) des sich bewegenden Formhohlraums oder Formraums und damit die Richtung des erstarrenden Metall- und Produktstroms vorn Eingang in den sich bewegenden Formhohlraum oder Formraum zu seinem Ausgang. Die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit ist normalerweise die gleiche Richtung wie die des erstarrenden Metalls. Lokale Kühlflüssigkeitsströme sind durch einfache Pfeile dargestellt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Doppelband-Gießmaschine betrachtet von der Stromaufwärtsseite, von oben und von außen. Diese Maschine ist als zur Erläuterung dienendes Beispiel einer Metall-Stranggießmaschine mit relativ breiten, mitteldünnen Bändern dargestellt, auf die die vorliegende Erfindung vorteilhaft anwendbar ist;
  • 2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Teilansicht zum Darstellen einer Anordnung hydromagnetischer Vorrichtungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die im unteren Schlitten angeordnet sind, betrachtet von oben und von der Stromabwärtsseite. Das sich bewegende, flexible Gießband ist in 2 zur Verdeutlichung teilweise im Aufriß dargestellt. 2 zeigt eine Ansicht bei einer Betrachtung allgemein in der Richtung II-II in 3 und auch in den 4 und 4A;
  • 3 zeigt eine Draufsicht einer Anordnung hydromagnetischer Vorrichtungen, von denen in 2 drei dargestellt sind. In 3 sind das Gießband und seine Laufrollen zur Verdeutlichung weggelassen;
  • 3A zeigt eine Nahansicht eines Teils von 3 zum schematischen Darstellen der gegen die untere Rückseite des nicht dargestellten unteren Gießbandes gerichteten Kühlflüssigkeitsströme;
  • 4 zeigt einen Längsschnitt, betrachtet von außerhalb der Maschine zum Darstellen einer typischen hydromagnetischen Vorrichtung oder einer Teileinheit eines hydromagnetischen Kissens oder einer hydromagnetischen Anordnung, die von anderen Elementen des unteren Schlittens einer z. B. in 1 dargestellten Band-Gießmaschine umgeben ist. Die sich bewegenden Randdämme oder -wände der Gießmaschine sind in 1 dargestellt und in 4 zur Verdeutlichung nicht dargestellt;
  • 4A zeigt eine ähnliche Ansicht wie 4 , jedoch zum Darstellen einer Konfiguration einer hydromagnetischen Vorrichtung, die dazu geeignet ist, mit einer stromaufwärtsseitigen Walze, auch Rolle genannt, zusammenzuwirken;
  • 4B zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 4A zum Darstellen einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung mit einer flachen, stromabwärts ausgerichteten "Zusatz"-Kühlflüssigkeitsablenkdüse;
  • 4C zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 2 zum Darstellen der "Zusatzschub"-Ablenkdüse von 4B;
  • 5 zeigt eine Teilansicht in Kombination mit Teil-Querschnittsansichten einer Vorrichtung im unteren Schlitten einer Gießmaschine, in der die vorliegende Erfindung implementierbar ist, betrachtet von der Stromaufwärtsseite in Richtung zur Stromabwärtsseite. In 5 sind drei Bereiche durch VA, VB bzw. VC bezeichnet, und die durch die jeweiligen Betrachtungslinien identifizierten Bereiche sind in 4A durch VA-VA, VB-VB bzw. VC-VC bezeichnet;
  • 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 5 zum Darstellen einer typischen magnetischen Schaltung mit dünnen, sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilmen, die durch Zwischenräume zwischen Polflächen und der Rückseite eines sich bewegenden Gießbandes strömen. Die relative Breite der Zwischenräume, durch die die Kühlflüssigkeitsfilme strömen, ist zur Verdeutlichung stark vergrößert dargestellt;
  • 7 zeigt Diagramme zum Darstellen des Gleichgewichts oder der Stabilisierung eines sich bewegenden Gießbandes als Funktion der Zwischenräume oder Abstände zwischen dem sich bewegenden Gießband und den Magnetdüsen-Polflächen (Rändern der Kühlflüssigkeitsdrucktaschen). D. h., 7 zeigt das Zug-/Druckkraft-Gleichgewicht zwischen: (i) den re lativ langsam abnehmenden, weitreichenden magnetischen Anziehungskräften, die als nach innen gerichtete Zugkräfte bezeichnet werden können, und (ii) den relativ schnell abnehmenden hydrodynamischen Abstoßkräften der gepumpten Kühlflüssigkeit und der dünnen Hochgeschwindigkeits-Kühlflüssigkeitsfilme, die als nach außen gerichtete Druckkräfte bezeichnet werden können. Außerdem ist zur Verdeutlichung im Gegensatz die relativ schnelle und unerwünschte Abnahme der durch Alnico-5-Magnete bereitgestellten Anziehungskraft dargestellt;
  • 7A ist dem linken Teil von 7 ähnlich, wobei der horizontale Maßstab jedoch auf etwa 6 : 1 vergrößert ist. Die 7A' und 7A'' dienen zur Erläuterung;
  • 8 zeigt einen Längsschnitt von der Seite, betrachtet von außerhalb des sich bewegenden Formhohlraumbereichs der Schlitten, zum Darstellen von Anordnungen hydromagnetischer Vorrichtungen, d. h. von hydromagnetischen Kissen, die an jeweiligen Stellen entlang der Länge des sich bewegenden Formhohlraums angeordnet sind. Eine dieser Anordnungen hydromagnetischer Vorrichtungen ist flexibel angeordnet dargestellt;
  • 9 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 8, sie stellt jedoch eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, wobei die Anordnungen hydromagnetischer Vorrichtungen, die in 8 stromabwärtsseitig angeordnet dargestellt sind, in 9 durch stromabwärtsseitig angeordnete Stützwalzen ersetzt sind;
  • 10 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 8 , jedoch zum Darstellen einer anderen bevorzugten Ausführungsform, in der zwei Anordnungen hydromagnetischer Vorrichtungen, die in 8 stromabwärtsseitig im oberen Schlitten angeordnet dargestellt sind, in 10 durch stromabwärtsseitig angeordnete Stützwalzen ersetzt sind. Die in 10 stromab wärtsseitig den Stützwalzen gegenüberliegend angeordneten beiden Anordnungen im unteren Schlitten bilden nichtmagnetische Kühlflüssigkeitskissen;
  • 11 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht, betrachtet von einem stromaufwärtsseitigen Punkt in 5 in die Stromabwärtsrichtung, zum Darstellen einer Permanentmagnetvorrichtung, die durch einen flüssigkeitsbetriebenen Magnetdrehmechanismus gedreht wird. Die Permanentmagnetvorrichtung ist in der Leerlauf- oder "AUS"-Position dargestellt;
  • 12 zeigt eine Querschnittansicht der Vorrichtung von 11, betrachtet von einer Außenposition in 4. 12 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie XII-XII in 11;
  • 13 zeigt die Verwendung einer beweglichen, weichmagnetischen, ferromagnetischen Weiche (Nebenschluß) in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung an Stelle der in den 11 und 12 dargestellten, drehbaren Permanentmagnetvorrichtungen. 13 zeigt eine Schrägansicht, betrachtet allgemein von der Position von 5, zum Darstellen einer Anordnung hydromagnetischer Vorrichtungen, die unter einem sich bewegenden Gießband angeordnet sind, wobei eine mit Zähnen versehene Stange aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material als Weiche (Nebenschluß) dient und in ihrer "AUS"-Position (Polflächen entmagnetisiert) dargestellt ist;
  • 14 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 13, jedoch zum Darstellen der Nebenschlußstange in der "EIN"-Position (Polflächen magnetisiert);
  • 15 zeigt Hystereseschleifen zweier verschiedener permanentmagnetischer Materialien: Alnico 5 und ein bevorzugtes permamentmagnetisches Material, das später ausführlich beschrieben wird und in Permanentmagneten verwendet wird, die in den beschriebenen, am meisten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden;
  • 16 zeigt einen Längsschnitt, betrachtet von der Außenseite der Maschine, zum Darstellen einer alternativen hydromagnetischen Vorrichtung oder Teileinheit in einer hydromagnetischen Kissenanordnung. Diese hydromagnetische Vorrichtung ist in der Darstellung von anderen Elementen des oberen Schlittens einer z. B. in 1 dargestellten Band-Gießmaschine umgeben. 16 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 4A, die das untere Gießband und die untere Walze zeigt, während 16 das obere Gießband und die obere Walze in Verbindung mit der vorliegenden alternativen Konstruktion einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 17 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht zum Darstellen mehrerer magnetischer Schaltungen in der vorliegenden alternativen Konstruktion, wobei sich schnell bewegende, dünne Kühlflüssigkeitsfilme durch Zwischenräume zwischen den Polflächen und der Rückseite eines sich bewegenden Gießbandes strömen. Der linke Teil dieser Ansicht ist eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A in den 16 und 19. Der rechte Teil von 17 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie A'-A'. Die relative Dicke des Kühlflüssigkeitsfilms, der den Zwischenraum durchströmt, ist hierbei zur Verdeutlichung stark vergrößert dargestellt;
  • 18 zeigt eine ähnliche vergrößerte Teil-Querschnittansicht wie 17, 18 zeigt jedoch eine Ansicht an einer weiter stromabwärts liegenden Stelle, entfernt von den Walzenrippen, wobei ein linker und ein rechter Abschnitt von 18 eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B bzw. B'-B' in den 16 und 19 zeigen; und
  • 19 zeigt eine vergrößerte Ansicht von 16 zum spezifischen Darstellen des Musters der Anordnung der drehbaren Magnete.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die Beschreibung wird unter Bezug auf Doppelband-Gießmaschinen fortgesetzt, die typischerweise einen oberen und einen unteren Schlitten zum Drehen eines oberen und eines unteren Gießbandes aufweisen. Zur vereinfachenden Darstellung wird sich die Beschreibung auf den unteren Schlitten beziehen. In einer Doppelband-Gießmaschine ist der Transportweg, dem das erstarrte Metall folgt, im allgemeinen geradlinig. In einer Einzelbandmaschine (die hierin nicht beschrieben wird) kann der Transportweg leicht gekrümmt sein. Außerdem kann der Transportweg in einer Doppelbandmaschine sich im allgemeinen geradlinig in der Längsrichtung der Maschine erstrecken, während das Band im Bereich des Formhohlraums quer zur Maschine leicht gebogen sein kann. Für all diese Fälle können der Transportweg oder seine Führungen, die durch die Positionen der Polflächen in einer Anordnung bereitgestellt werden, als "koplanare Anordnung" oder "glatte bzw. flache Oberflächenanordnung" bezeichnet werden.
  • Obwohl ein "flaches" Band sich entlang eines Transportweges bewegen kann, der einer leicht gekrümmten Bahn folgt, kann das flache Band als "im flachen Zustand" bezeichnet werden, wenn es sich entlang des gesamten Transportweges mit einem gewünschten Flachheitsgrad bewegt, und auch ein flaches Band, das in einem Abschnitt des Transportweges in Querrichtung leicht gebogen ist, kann als "im flachen Zustand" bezeichnet werden, wenn es sich mit einem gewünschten Flachheitsgrad entlang des gesamten Transportweges bewegt. Eine Anordnung von Magnetpolflächen zum Führen eines sich bewegenden Gießbandes mit einem gewünschten Flachheitsgrad entlang eines Transportweges kann als "koplanare Anordnung" von Magnetpolflächen oder als "flache Oberflächenanordnung" bezeichnet werden.
  • 1 zeigt eine Ansicht einer relativ breiten Doppelband-Gießmaschine 36, betrachtet von der Stromaufwärtsseite, von oben und von außerhalb der Maschine. Der untere Schlitten ist durch L und der obere Schlitten durch U bezeichnet. Durch eine Zuführeinrichtung für geschmolzenes Metall (nicht dargestellt), die auf dem Fachgebiet der Stranggießmaschinen bekannt ist, wird geschmolzenes Metall in das Einlaßende 49 des sich bewegenden Formhohlraums oder Formraums C eingeführt (4, 4A, 5, 6, 8, 9 und 10). Dieses Einführen von geschmolzenem Metall ist in 1 durch den an der linken Seite dargestellten, großen offenen Pfeil 37 schematisch dargestellt. Ein an der rechten Seite von 1 dargestelltes Stranggußprodukt P tritt aus dem Auslaßende des sich bewegenden Formhohlraums C aus (Pfeil 57).
  • Die Unter- und die Oberseite des sich bewegenden Formhohlraums C sind durch umlaufende obere und untere endlose, flexible, dünne, wärmeleitende Gießbänder 50 bzw. 52 begrenzt. Diese Gießbänder 50, 52 werden in bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material hergestellt. Beispielsweise werden sie aus einem magnetischen Material wie viertelhart gewalztem, kohlenstoffarmem Stahlblech hergestellt. Die Vorderflächen der Gießbänder können, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, z. B. durch Sandblasen und/oder durch Beschichten der Bänder, geeignet behandelt werden. Die beiden lateralen Seiten des sich bewegenden Formhohlraums C sind, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, durch zwei umlaufende Blockkettenranddämme 54 begrenzt. Das untere Band 50 und die Blockketten 54 drehen sich wie durch Bewegungspfeile 55 dargestellt um eine untere Rolle 56 gegenüber dem (stromaufwärtsseitigen) Einlaßende 49 des sich bewegenden Form hohlraums und um eine untere Rolle 58 gegenüber dem Auslaßende des sich bewegenden Formhohlraums. Das obere Band 52 dreht sich um eine obere stromaufwärtsseitige Rolle 60 und um eine obere stromabwärtsseitige Rolle 62. Die Struktur und die Funktionsweise solcher Doppelband-Gießmaschinen sind auf dem Fachgebiet der Band-Stranggießmaschinen bekannt. Weitere Informationen über solche Maschinen können, falls erwünscht, in den vorstehend erwähnten Patenten von Hazelett et al. gefunden werden.
  • Die Betrachtungsposition von 2 ist in den 3 und 8 durch die strichpunktierte Linie II-II dargestellt. Das untere Gießband 50 wird in der Darstellung durch eine allgemein durch das Bezugszeichen 51 bezeichnete Anordnung hydromagnetischer Vorrichtungen 38 geführt. Die Anordnung 51 kann als hydromagnetisches Kissen bezeichnet werden. Jede der hydromagnetischen Vorrichtungen weist ein Magnetpolelement 39 auf, das sich bezüglich der Stromaufwärts-Stromabwärtsrichung (Pfeil 61) des sich bewegenden Formhohlraums C in Längsrichtung erstreckt. In der Anordnung 51 sind diese länglichen Polelemente 39 parallel beabstandet angeordnet. Durch ihre Oberseiten wird in der Darstellung eine koplanare Anordnung von Magnetpolflächen 34 bereitgestellt. Zwischen diesen länglichen Polelementen 39 sind längliche Zwischenräume 66 definiert, die sich in der Darstellung bezüglich des Formhohlraums in Längsrichtung erstrecken.
  • Die länglichen Polelemente 39 sind aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material hergestellt, beispielsweise aus weichmagnetischem Stahl, z. B. aus rostfreiem Chromstahl des Typs 430. Das Gießband 50 bewegt sich in unmittelbarer Nähe der Magnetpolflächen 34 und wird durch hydrodynamische Kräfte gestützt und gehalten, die durch von Drosseldüsen ausgegebene gepumpte Kühlflüssigkeit bereitgestellt werden, wie später erläutert wird.
  • In einer Anordnung 51 hydromagnetischer Vorrichtungen 38 sind mehrere relativ kompakte Permanentmagnete 32 mit magnetischen Nord- und Südpolaritäten angeordnet, die auf jedem Magnet in 2 durch N' bzw. S' bezeichnet sind. Diese Magnete sind in den länglichen Zwischenräumen 66 zwischen aufeinanderfolgenden, beabstandeten, parallelen, länglichen Polelementen 39 in der Anordnung 51 angeordnet. Vorzugsweise ist in jedem Zwischenraum 66 mindestens einer dieser Permanentmagnete 32 angeordnet, so daß in einer gesamten Anordnung 51, wie gemäß den 3 und 5 deutlich ist, jedes Polelement 39 in einer Anordnung (außer, wie in 3 dargestellt, die beiden äußersten Polelemente 39-0 in der Anordnung) ein Paar Permanentmagnetpole der gleichen Polarität aufweist, die seinen entgegengesetzten Seiten zugewandt sind. Diese Paare von Permanentmagnetpolen gleicher Polarität weisen über die Anordnung 51 alternierende Nord- (N') und Süd (S') -polaritäten auf. Daher weist z. B., wie in 2 dargestellt, das Polelement 39 an der linken Seite an seinen beiden entgegengesetzten Seiten ein Paar Permanentmagnetpole mit der Nordpolarität N' auf . Das in der Mitte von 2 dargestellte, folgende Polelement 39 weist an seinen beiden entgegengesetzten Seiten ein Paar Permanentmagnetpole mit der Südpolarität S' auf. Das an der rechten Seite in 2 dargestellte, nächste Polelement 39 weist an seinen beiden entgegengesetzten Seiten ein Paar Permanentmagnetpole mit der Nordpolarität N' auf, usw. bezüglich der gesamten Anordnung 51.
  • Durch diese Anordnung der Permanentmagnete 32 weisen die Polflächen 34 der Polelemente 39 in aufeinanderfolgenden hydromagnetischen Vorrichtungen 38, die über die gesamte Anordnung 51 beabstandet sind, alternierende Nord- (N) und Süd (S) -polaritäten auf, wodurch eine leistungsstarke, weitrei chende Anziehungskraft (Zugkraft) auf das sich bewegende Gießband 50 ausgeübt wird (2, 5 und 6).
  • In einer in 3 dargestellten Anordnung 51 sind mehrere Permanentmagnete 32, in 4 sind z. B. fünf dargestellt, in jedem der länglichen Zwischenräume 66 an in Längsrichtung beabstandeten, in Längsrichtung ausgerichteten Positionen entlang der Länge der länglichen Polelemente 39 angeordnet, wie in 3 am deutlichsten zu sehen ist. In dieser Anordnung 51 ist ein erster der Magnete 32 in jedem Zwischenraum 66 in der Nähe eines stromaufwärtsseitigen Endes 118 der Polflächen 34 zweier benachbarter Polelemente 39 angeordnet. Ein letzter der mehreren Magnete in jedem Zwischenraum ist in der Nähe eines stromabwärtsseitigen Endes 120 der Polflächen 34 der beiden benachbarten Polelemente 39 angeordnet. In 4A, die eine nasen- oder ansatzförmige Anordnung 51n zeigt, sind die fünf Magnete in jedem Zwischenraum 66 in der Darstellung in der Nähe eines stromabwärtsseitigen Endes dieser nasen- oder ansatzförmigen Anordnung benachbart zueinander positioniert, um eine Wechselwirkung mit den Walzenrippen 128 zu vermeiden.
  • In 6 stellen die gestrichelten Linien 30 eine vollständige magnetische Schaltung in der Nähe der Mitte von 6 und Teile zweier weiterer magnetischer Schaltungen an der linken und der rechten Seite dar. Die relative Dicke des Gießbandes 50 und die Größe der Zwischenräume (Abstände) 75 zwischen den Polflächen 34 und dem Band sind zur Verdeutlichung stark vergrößert dargestellt. Eine vollständige magnetische Schaltung 30 kann ausgehend vom Nordpol N' eines in der Mitte von 6 dargestellten Permanentmagneten 32 verfolgt werden. Beispielsweise stellt diese Schaltung 30, wenn in jedem Zwischenraum 66 fünf Magnete angeordnet sind, eine von fünf derartigen Schaltungen bezüglich jedes Zwischenraums 66 und zweier benachbarter Polelemente 39 dar. Die ma gnetische Schaltung erstreckt sich vom Magnetpol N' in ein erstes Polelement 39 einer hydromagnetischen Vorrichtung 38 und dann innerhalb dieses ersten Elements zu einer darauf angeordneten ersten Polfläche 34, wo die leistungsstarke magnetomotorische Kraft des Magneten einen leistungsstarken ersten Magnetpol N an dieser ersten Polfläche magnetisiert. Die Schaltung erstreckt sich von dieser ersten Polfläche 34 quer über einen ersten Zwischenraum 75 und tritt in das weichmagnetische, ferromagnetische Band 50 ein und erstreckt sich innerhalb des Bandes zu einem zweiten Zwischenraum 75 hin. Die Schaltung erstreckt sich quer über diesen zweiten Zwischenraum 75 und tritt in eine Polfläche 34 auf einem benachbarten Polelement einer benachbarten hydromagnetischen Vorrichtung 38 der Anordnung 51 ein, wobei sie an einem leistungsstarken magnetischen Südpol S eintritt, der durch die leistungsstarke magnetomotorische Kraft des Magneten 32 magnetisiert wird. Die Schaltung erstreckt sich innerhalb des zweiten Magnetpols 39 zum Magnetpol S' und tritt in diesen Pol S' ein. Diese magnetische Schaltung wird innerhalb des Magneten von seinem Pol S' zu seinem Pol N' vervollständigt.
  • Als Beispiel einer geeigneten Anordnung sind Polelemente 39 in einer Anordnung 51 in der Darstellung an den Mitten gleichmäßig beabstandet dargestellt. Dieser Mitte-Mitte-Abstand der Polelemente 39 kann beispielsweise etwa 1,91 cm (3/4 Zoll) bis etwa 5,08 cm (2 Zoll) betragen. Die länglichen Polelemente können beispielsweise etwa 1,27 cm (1/2 Zoll) dick sein und längliche Zwischenräume 66 zwischen benachbarten Polelemente definieren, die sich bezüglich des Formhohlraums in Längsrichtung erstrecken. In 6 sind diese Zwischenräume in der Nähe des Bandes 50 aufgrund der leichten Verengung der Polelemente 39 zu ihren Polflächen 34 hin etwas breiter dargestellt. In den dargestellten Ausfüh rungsformen erstrecken sich Permanentmagnete 32 vom Pol S' zum Pol N'.
  • Jeder Permanentmagnet 32 kann mehrere einzelne Permanentmagnetkörper aufweisen, die Ende-an-Ende in Serie in geeigneter additiver Nord-zu-Südpolarität angeordnet sind, und/oder mehrere einzelne Permanentmagnetkörper, die in paralleler, geeigneter additiver Beziehung Seite-an-Seite angeordnet sind, um einen sehr leistungsstarken Magnet 32 zu ergeben, der an seinen entgegengesetzten Enden oder Flächen 33 (3A und 6), durch die sich der magnetische Fluß erstreckt, resultierende Nord- (N') und Süd (S') -polaritäten aufweist. Wenn die Magnetkörper aus einem korrosionsanfälligen Material hergestellt sind, werden diese Körper geeignet beschichtet, um sie korrosionsbeständig zu machen, z. B. nickelplattiert. Diese Permanentmagnete 32 sind in der Darstellung der 2, 3, 5 und 6 als rechteckige Quader angeordnet, die in der S'-N'-Richtung ihres inneren magnetischen Flusses etwa 1,27 cm (1/2 Zoll) bis etwa 2,54 cm (1 Zoll) lang sind und eine Querschnittsfläche von mindestens etwa 6,45 cm2 (1 Zoll2) haben.
  • An den Endflächen 33 der Magnete 32 müssen die Pole N' und S' nicht notwendigerweise mit den Seitenflächen der Polelemente 39 tatsächlich in Kontakt stehen. Diese Magnetendflächen 33 müssen lediglich angrenzend an die Seitenflächen ihrer benachbarten Polelemente angeordnet sein. Der hierin verwendete Ausdruck "angrenzend" soll einen tatsächlichen Kontakt beinhalten. Wenn zwischen den Endflächen 33 und den Seitenflächen der Polelemente 39 ein Abstand vorhanden ist, sollten die erhaltenen Luftspalte zwischen den Endflächen 33 und den Polelementen 39 in Richtung der Magnetflußschaltung 30 ausreichend klein sein, so daß in der Praxis in jeder vollständigen magnetischen Schaltung 30 lediglich zwei wesentliche Zwischenräume 75 vorhanden sind. Wenn an den Ma gnetpolflächen 33 nur kleine oder keine Luftspalte vorhanden sind, wird jede erhaltene vollständige magnetische Schaltung 30, die durch eine leistungsstarke magnetomotorische Kraft magnetisiert wird, die durch die spezifischen Eigenschaften des entsprechenden Permanentmagnets 32 bereitgestellt wird, sich erstaunlich "weitreichend" durch die Zwischenräume 75 erstrecken können, um leistungsstarke Anziehungskräfte auf das sich bewegende Gießband 50 auszuüben, was durch herkömmliche Magnete oder Elektromagnete mit einer praktischen Größe nicht erreicht werden konnte. Diese Anziehungskräfte nehmen mit zunehmendem Zwischenraum oder Abstand 75 relativ langsam ab, wie in Verbindung mit den 7 und 7A näher erläutert wird.
  • 6 zeigt, daß die zwei Zwischenräume 75 in jeder vollständigen magnetischen Schaltung 30 mit relativ dünnen Filmen 114 einer sich relativ schnell bewegenden Kühlflüssigkeit gefüllt sind, wie nachstehend erläutert wird. Diese Kühlflüssigkeit 93 wird durch ein in den 4 und 4A dargestelltes Kühlflüssigkeitszufuhrsystem in einen Tunneldurchlaß oder -kanal 92 gepumpt, der sich in jedem Polelement 39 in Längsrichtung erstreckt. Die Kühlflüssigkeit 93, die typischerweise Wasser ist, das Rostinhibitoren enthält, wird geeignet gefiltert, um partikelförmiges Material zu entfernen, und wird dann in ein sich im unteren Schlitten L in Querrichtung erstreckendes Verteilerrohr 100 gepumpt. Ein Ende dieses Verteilerrohrs 100 ist in 1 dargestellt. Im Verteilerrohr 100 kann gepumpte Kühlflüssigkeit 93 unter Druck gesetzt werden, z. B. auf über etwa 30 Pfund pro Quadratzoll (psi), es wird jedoch in einer spezifischen Maschine nicht so stark unter Druck gesetzt, daß das Band über die Zwischenräume 75 hinaus im schwebenden Zustand gehalten wird, in denen verfügbare weitreichende magnetische Anziehungskräfte das Band gegen thermische Störungen gewaltsam stabilisieren können. Zufuhrrohre 98 (nur eines ist dargestellt) erstrecken sich vom Verteilerrohr 100. Jedes Zufuhrrohr ist mit einem diagonal verlaufenden Kanal 96 in einem Polelement 39 verbunden, das mit einem Tunnelkanal 92 im Polelement verbunden ist.
  • Die Form eines in 4A dargestellten länglichen Polelements 39 ist im Vergleich zur in 4 dargestellten Form modifiziert, damit das längliche Polelement mit der Konfiguration von 4A über den Walzenspaltbereich 110 hinaus derart stromaufwärts hervorstehen kann, daß sein Ansatzabschnitt 39n in die Nuten 127 (4A) zwischen Rippen 128 auf der unteren Walze 56 eingepaßt werden kann. Dieser Walzenspaltbereich 110 am Eingang 49 ist in 4A durch eine strichpunktierte Linie dargestellt, die sich durch den Eingang und durch die Achse 111 der unteren Walze 56 und außerdem durch die Achse (nicht dargestellt) der oberen Walze 60 (1) erstreckt.
  • Um die gedrängt angeordneten zahlreichen Zufuhrrohre 98 unterzubringen, die entlang des Verteilerrohrs 100 in einem Mittenabstand von etwa 2,54 cm (1 Zoll) und 6,35 cm (2 1/2 Zoll) Seite an Seite gleichmäßig beabstandet sind, können diese Zufuhrrohre einen ovalen Querschnitt aufweisen, um eine geeignete Durchflußkapazität bereitzustellen. Ein Tunnelkanal 92, der sich in einem länglichen Polelement 39 in Längsrichtung erstreckt, kann als Plenum- oder Verteilertunnel betrachtet werden, weil er gepumpte Kühlflüssigkeit 93 mehreren speziell konstruierten Drosseldüsen zuführt, die feste Drosselkanäle 90 und Drucktaschen 102 aufweisen, die dem Band zugewandt und von Polflächen 34 umrandet sind. Das stromaufwärtsseitige Ende und das stromabwärtsseitige Ende jedes Tunnelkanals 92 ist wie in den 4 und 4A durch das Bezugszeichen 94 dargestellt verschlossen.
  • Vom Tunnelkanal 92 tritt gepumpte Kühlflüssigkeit 93 in die festen Drosselkanäle 90 ein, wodurch ein gedrosselter gepumpter Kühlflüssigkeitsstrom 97 zu Drucktaschen 102 geleitet wird, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt sind. Die 2, 3, 3A, 4 und 5 zeigen mehrere dieser Drucktaschen. Sie haben in der Darstellung eine ovale Form und erstrecken sich in Längsrichtung der Polflächen 34. Beispielsweise können diese Drucktaschen 102 etwa 0,48 mm (3/16 Zoll) tief und etwa 0,48 cm (3/16 Zoll) breit sein und eine Länge in Längsrichtung der Polflächen 34 von etwa 0,95 cm (3/8 Zoll) aufweisen. Diese ovalen Drucktaschen 102 sind in der Darstellung entlang der Länge der Polflächen 34 z. B. mit einem Abstand von etwa 0,32 cm (1/8 Zoll) zwischen dem stromabwärtsseitigen und dem stromaufwärtsseitigen Ende ihrer ovalen Formen eng beabstandet angeordnet, so daß, wie dargestellt, beispielsweise zwei Drucktaschen pro 2,54 cm (1 Zoll) in Längsrichtung der Polflächen 34 angeordnet sind (d. h. der Mitte-Mitte-Abstand beträgt etwa 1,27 cm (1/2 Zoll). Beispielsweise weist, wie dargestellt, jede Drucktasche 102 eine der Bandfläche zugewandte Fläche von etwa 0,0093 cm2 (0,06 Zoll2) auf.
  • Der gedrosselte, gepumpte Kühlflüssigkeitsstrom 97 in den Drucktaschen 102 übt eine Druckkraft (Abstoßkraft) auf die Rückseite des sich bewegenden Bandes 50 aus. Dieser gedrosselte, gepumpte Kühlflüssigkeitsstrom 97 tritt von jeder Drucktasche in Form von sich schnell bewegenden Flüssigkeitsfilmen 114 aus, die von der Drucktasche radial nach außen in die Zwischenräume 75 ausgegeben werden und über die Polfläche 34 strömen, die die Drucktasche umrandet. Zusätzlich dazu, daß durch den gepumpten Kühlflüssigkeitsstrom 97 eine Druckkraft auf die Rückseite des sich bewegenden Bandes 50 ausgeübt wird, übt jeder der sich schnell bewegenden Flüssigkeitsfilme 114 eine dynamische Druckkraft (Abstoß kraft) auf die Rückseite des Bandes aus. Diese hydrodynamischen Druck (Abstoß)-kräfte, die in jeder und um jede Drucktasche 102 herum auftreten, nehmen aufgrund jeglicher durch Störungen verursachten Verschiebung eines lokalen Bereichs des Bandes 50 von den zugeordneten Polflächen 34 weg bei einer Zunahme der zugeordneten benachbarten Zwischenräume (Abstände) 75 unmittelbar (bzw. nahezu unmittelbar) ab.
  • Einer der Zwecke jedes Drosselkanals 90 besteht darin, seine zugeordnete Drucktasche 102 vom zugeordneten Tunnelkanal 92, von dem gepumpte Kühlflüssigkeit 93 in die Drucktasche zugeführt wird, zu isolieren (zu entkoppeln bzw. zu trennen). Aufgrund dieser Isolation bzw. Entkopplung wird durch jegliche Druckänderungen des einer bestimmten Drucktasche 102 zugeführten Kühlflüssigkeitsstromes 97 (aufgrund einer durch eine Störung hervorgerufenen momentanen Verschiebung eines nahen lokalen Bereichs des sich bewegenden Bandes 50) der Druck der gepumpten Kühlflüssigkeit 93 im nahen Tunnelkanal 92 nicht beeinflußt. Daher tritt bezüglich lokaler Druckänderungen, die in einem einer Drucktasche zugeführten Kühlflüssigkeitsstrom 97 vorübergehend auftreten können, keine positive Rückkopplungswirkung auf. Infolgedessen funktioniert jede Drucktasche 102 mit ihrem Kühlflüssigkeitsstrom 97 und ihren ausgegebenen strömenden Filmen 114 unabhängig von benachbarten Drucktaschen. Das Verhalten jedes Stroms 97 und jedes Films 114 beeinflußt den Druck der gepumpten Kühlflüssigkeit 93 in den Tunnelkanälen 92 nicht wesentlich und beeinflußt die Funktion anderer Drucktaschen oder anderer Kühlflüssigkeitsfilme nicht wesentlich.
  • Um diese Isolation oder Entkopplung zu erreichen, haben die Drosselkanäle 90 (die als feste Drosselöffnungen mit einer beträchtlichen Länge betrachtet werden können) vorzugsweise einen Innendurchmesser (I.D.), der nicht größer ist als beispielsweise etwa 0,159 cm (1/16 Zoll) und vorzugswei se nicht kleiner als etwa 0,102 cm (0,04 Zoll), weil Öffnungen mit einem Innendurchmesser von weniger als etwa 0,102 cm (0,04 Zoll) unbeabsichtigt verstopfen können. Wie in 6 dargestellt ist, haben die Kanäle 90 eine Länge von etwa 1,005 cm (3/4 Zoll) und einen Innendurchmesser von etwa 0,114 cm (0,045 Zoll).
  • Beispielsweise ist ein geeigneter Betriebsparameter ein Druck der gepumpten Flüssigkeit 93 im Verteilerrohr 100 (4 und 4A), der im Bereich von über 30 psi liegen kann, die Flüssigkeit sollte jedoch nicht zu stark unter Druck stehen, wie vorstehend erwähnt wurde. Nachstehend wird zur Erläuterung vorausgesetzt, daß der Verteilerdruck im Bereich von etwa 100 psi bis etwa 110 psi liegt (im Bereich von etwa 7 Bar). Weil angenommen wird, daß in einem Zufuhrrohr 98 und im Verbindungskanal 96 ein relativ unwesentlicher Druckabfall auftritt, liegt der Druck der Kühlflüssigkeit 93 (6) in jedem Tunnelkanal 92 in einem Bereich von etwa 100 psi bis etwa 110 psi.
  • Es wird zuerst zum Zweck der Erläuterung vorausgesetzt, daß das sich bewegende Gießband 50 in 6 in Antwort auf ein Gleichgewicht der Zug-/Druckkräfte in der Position stabil ist. Das sich bewegende Band wird durch den gedrosselten, unter Druck stehenden Kühlflüssigkeitsstrom 97 und außerdem durch die relativ dünnen Filme 114 der von den Drucktaschen 102 über die Zwischenräume 75 ausgegebenen, sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeit gehalten. Gemäß einem solchen stabilen Anfangszustand des Bandes tritt nur ein mäßiger Kühlflüssigkeitsstrom 97 in die Drucktasche 102 ein. Der hierin verwendete Ausdruck "Strom" bezeichnet ein Kühlflüssigkeitsvolumen (d. h. eine Kühlflüssigkeitsmenge) pro Zeiteinheit. Daher wird vorausgesetzt, daß in diesem Anfangszustand z. B. ein Druckabfall von etwa 30 bis etwa 40 psi im Drosselkanal 90 auftritt. Daher entspricht der Druck des in die Drucktasche 102 eintretenden Kühlflüssigkeitsstroms 97 dem Verteilerdruck von etwa 100 bis etwa 110 psi abzüglich eines Druckabfalls von etwa 30 bis etwa 40 psi, so daß vorausgesetzt wird, daß in diesem Anfangszustand einer stabilen Position des sich bewegenden Bandes der Druck des Kühlflüssigkeitsstroms 97 im Bereich von etwa 60 bis etwa 80 psi liegt.
  • Es wird nun zum Zweck der Erläuterung vorausgesetzt, daß eine thermische Störung beginnt und veranlaßt, daß ein lokaler Bereich des sich bewegenden Bandes 50 in 6 weiter von den magnetischen Polflächen 34 verschoben wird, wodurch die Zwischenräume 75 größer werden, so daß die Dicke der sich schnell bewegenden Filme 114 größer wird, wodurch die Austrittsströmungsgeschwindigkeit dieser von der Drucktasche ausgegebenen Kühlflüssigkeitsfilme 114 sofort größer wird, was zu einem größeren Strom 97 in die Drucktasche führt, wodurch im Drosselkanal 90 eine plötzliche Erhöhung des Druckabfalls auftritt, der beispielsweise etwa 40 bis etwa 50 psi beträgt. Infolgedessen wird vorausgesetzt, daß der Druck des in die Drucktasche 102 fließenden Stroms 97 unmittelbar etwa 50 bis etwa 70 psi beträgt, und dann ziehen relativ unveränderte, weitreichende magnetische Anziehungskräfte in magnetischen Schaltungen 30 den gestörten Bereich des Bandes 50 leistungsstark sofort in seine ursprüngliche stabile Position zurück, in der das Band erneut durch einen sofort wiedergewonnenen, stabilen, gedrosselten, unter Druck stehenden Kühlflüssigkeitsstrom 97 und stabile, relativ dünne, sich schnell bewegende Filme 114 hydrodynamisch gestützt wird.
  • Insgesamt befindet sich in den hydromagnetischen Vorrichtungen 38 ein fester Drosselkanal (mit einer festen länglichen Öffnung) 90, der bezüglich einer Kühlflüssigkeitsströmungsrichtung (93)–(97) unmittelbar stromaufwärts von einer Drucktasche 102 angeordnet ist. Außerdem wird eine variable Drosselöffnung durch variable Abstände in den Zwischenräumen 75 bereitgestellt, die bezüglich des austretenden Kühlmittelstroms in den sich schnell bewegenden Filmen 114 unmittelbar stromabwärts von der Drucktasche 102 angeordnet ist. Dadurch spricht der Druck des in eine Drucktasche 102 eintretenden Kühlflüssigkeitsstroms 97 unmittelbar (nahezu unmittelbar) auf Änderungen der Abstände der Zwischenräume 75 an, so daß die leistungsstarken, weitreichenden magnetischen Anziehungs- oder Zugkräfte unmittelbar größer werden als die schwächeren hydrodynamischen Druckkräfte und ein gewünschter stabiler, glatter oder flacher Zustand des sich bewegenden Gießbandes 50 unmittelbar wiederhergestellt wird.
  • Gemäß den 3A und 6 ist deutlich, daß die gedrosselten, unter Druck stehenden Kühlflüssigkeitsströme 97 und die sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilme 114 (6) von den Drucktaschen 102 emittiert werden, die Polflächen 34, an denen der magnetische Fluß in den Schaltungen 30 leistungsstark aktiv ist, unmittelbar benachbart sind. In dieser lokalisierten Weise werden die weitreichenden magnetischen Anziehungs- oder Zugkräfte und die hydrodynamischen Druckkräfte in einer Zug-/Druck-Beziehung an Ort und Stelle miteinander ins Gleichgewicht gebracht, d. h. es besteht ein Gleichgewicht zwischen entgegengerichteten Zug- und Druckkräften, die lediglich über einen kleinen lateralen Abstand entlang des dünnen Gießbandes 50 auftreten. Daher wird bezüglich der effektiven Ausübung dieser entgegengerichteten Zug- und Druckkräfte auf das Band lediglich ein unwesentliches Moment erzeugt. Daher wird durch diese lokal wirkenden, entgegengerichteten Zug- und Druckkräfte vorteilhafterweise nur eine unwesentliche mechanische (im Gegensatz zu einer thermischen) Störung auf das dünne Gießband ausgeübt.
  • 3A zeigt Richtungen und Muster von sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilmen, die hinter den Magnetpolflächen 34 austreten, wie durch Strömungslinien 114 dargestellt ist. Aufgrund der gedrosselten, gepumpten Kühlflüssigkeitsströme 97 (6) und dieser schnell austretenden Kühlflüssigkeitsfilme 114 schwimmt (schwebt) das Gießband 50 und wird von den Polflächen 34 beabstandet gehalten, so daß die durch den Kontakt eines sich bewegenden Bandes mit Gleithalterungen oder Bandstützen verursachten Probleme der Reibung und des Verschleißes vorteilhaft gelöst werden.
  • Außerdem transportieren diese sich schnell bewegenden Filme 114 effektiv Wärme von der Rückseite des Gießbandes (in 3A nicht dargestellt) weg, die sich durch sich langsamer bewegende Kühlflüssigkeit oder daran vorbei bewegen, um das Band effektiv zu kühlen. Ohne die Verwendung eines unidirektionalen Ausrichtungsstroms 115 (der später beschrieben wird) würden die sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilme 114, nachdem sie hinter den entsprechenden Polflächen 34 ausgetreten sind, mit sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilmen kollidieren, die gleichzeitig hinter den Polflächen 34 eines benachbarten Polelements austreten, so daß in der Nähe einer Mittellinie jedes länglichen Raums 66 ein turbulenter Zwischenkollisionsbereich 113 auftreten kann, in dem die Kühlflüssigkeit einen unidirektionalen Nettoimpuls von im wesentlichen Null haben würde, so daß, mit Ausnahme von Gravitations- oder Überlauf- bzw. Streueffekten, keine Kühlflüssigkeit von den Polelementen 39 wegtransportiert werden könnte.
  • Um jegliche turbulente Kühlflüssigkeit 113 abzulenken, umzulenken, mit den sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilmen 114 zu vereinigen, konvergent auszurichten und zusammen mit den sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilmen 114 von jedem länglichen Raum 66 wegzutransportieren und Raum für kontinuierliche Kühlflüssigkeitsströme von den Drucktaschen 102 bereitzustellen und eine geeignete Kühlung des Bandes zu ermöglichen, ist in der Darstellung ein sich schnell bewegender, großvolumiger, unidirektionaler Ausrichtungskühlflüssigkeitsstrom 115 (Figuren 3A, 4 und 4A) dargestellt, der einem stromaufwärtsseitigen Ende jedes Raums 66 zugeführt wird. Dieser unidirektionale Ausrichtungskühlflüssigkeitsstrom 115 verhindert, daß Kühlflüssigkeitströme in der Nähe der Rückseite des Bandes relativ zu langsam werden, um von dieser Rückseite geeignet Wärme wegzutransportieren (d. h. zu langsam für eine geeignete Kühlung des Bandes, um eine thermische Zerstörung des Gießbandes zu verhindern). Dieser Ausrichtungsstrom 115 veranlaßt, daß die gesamte Kühlflüssigkeit schließlich nur noch in eine Richtung fließt, während an allen Stellen auf der Rückseite des Gießbandes eine wesentliche Relativgeschwindigkeit zwischen der Kühlflüssigkeit und dem Band aufrechterhalten wird, um eine thermische Zerstörung des Bandes zu verhindern. Diese unidirektionalen Ausrichtungskühlflüssigkeitsströme 115 werden, wie in den 4 und 4A am deutlichsten gezeigt, durch Ablenkdüsen 112 bereitgestellt, die mit stromaufwärtsseitigen Enden der Tunnelkanäle 92 in der Nähe der stromaufwärtsseitigen Verschlüsse 94 kommunizieren, so daß gepumpte Kühlflüssigkeit 93 in diese Ablenkdüsen eintritt.
  • Jede Ablenkdüse 112 (4 und 4A) ist in der Darstellung unter einem spitzen Winke 1, d. h. unter einem relativ flachen Annäherungswinkel, zur Rückseite des sich bewegenden Gießbandes stromabwärts ausgerichtet. Jede Ablenkdüse 112 weist eine kappen- bzw. fingernagelförmige Ablenkeinrichtung 116 auf, die in der Nähe eines stromabwärtsseitigen Auslaßendes der Ablenkdüse angeordnet ist, um eine kräftige Strömung 115 des von der Ablenkdüse mit einer hohen Geschwindigkeit ausgegebenen Ausrichtungskühlflüssigkeitsstro mes lateral zu verteilen. Die fingernagelförmigen Ablenkeinrichtungen 116 sind in der Darstellung unter einem etwas spitzeren Winkel (d. h. kleineren Winkel) zur Rückseite des sich bewegenden Bandes 50 hin ausgerichtet als ihre zugeordneten Ablenkdüsen 112.
  • Jede fingernagelförmige Ablenkeinrichtung 116 richtet die von ihrer Ablenkdüse ausgegebene kräftige Strömung 115 (3A) gegen die Rückseite des Bandes unter einem spitzen Auftreffwinkel an einer relativ gleichmäßigen, gut definierten Stelle auf dem Gießband in der Nähe eines stromaufwärtsseitigen, bugförmigen, spitz zulaufenden Endes 118 (am deutlichsten in den 3 und 3A) jedes länglichen Polelements 39. Die stromabwärtsseitigen Enden 120 der Polelemente 39 sind wie die stromaufwärtsseitigen bugförmigen Enden 118 ebenfalls normalerweise bugförmig spitz zulaufend (2 und 3). Die Querschnittsfläche der Öffnung der Ablenkdüse 112 ist größer als diejenige der Drosselöffnungen 90, jedoch kleiner als diejenige des Tunnelkanals 92. Der relative Anteil der Querschnittsfläche der Öffnung der Ablenkdüse 112 bezüglich der Querschnittsfläche des Tunnelkanals 92 wird derart bestimmt und skaliert oder dimensioniert, daß bei dem gepumpten Druck des Kühlmittels 93 in den Verteilern 100 (4 und 4A) immer in ausreichendem Maße Kühlmittelströme 97 (6) in die Drucktaschen 102 eingeleitet und außerdem in ausreichendem Maße Ablenkströme 115 erzeugt werden. Daher sind die Geschwindigkeit, die Durchflußmenge und der Impuls oder das Moment des Ausrichtungsflüssigkeitsstroms 115 hoch bzw. groß genug, damit er sich mit der gesamten turbulenten Kühlflüssigkeit 113 und den gesamten, schnell bewegenden Filmen 114 vereinigt, und die turbulente Kühlflüssigkeit 113 und die sich schnell bewegenden Filme 114 ablenken und ausrichten und in die Stromabwärtsrichtung 61 wegtransportieren kann, nachdem diese von den Zwischen räumen 75 ausgetreten sind, während an allen Stellen auf der Rückseite des Bandes eine beträchtliche relative Geschwindigkeit aufrechterhalten wird, um eine thermische Zerstörung des Bandes zu verhindern.
  • Bald nachdem der Ausrichtungsflüssigkeitsstrom 115 (und andere Kühlflüssigkeit, die zusammen damit stromabwärts transportiert wird) von den stromabwärtsseitigen Enden der länglichen Räume 66 ausgetreten ist, schaufelt eine sich bezüglich des sich bewegenden Bandes in Querrichtung erstreckende Ablenkschaufel 122 Kühlflüssigkeit vom sich bewegenden Band weg. Eine zugeordnete Kühlflüssigkeitsableitrinne (nicht dargestellt) dient dazu, diese weggeschaufelte Kühlflüssigkeit zu einem Vorratsbehälter (nicht dargestellt) zurückzuleiten. Eine derartige Ablenkschaufel 122 und ihre zugeordnete Kühlflüssigkeitsableitrinne können beispielsweise den in den 6 und 7 des auf der Titelseite aufgeführten US-Patents Nr. 3036348 von Hazelett et al. dargestellten Ablenkschaufeln ähnlich sein, außer daß die Ablenkschaufeln 122 weder Verteilerrohrleitungen noch Düsen für eine erneute Zufuhr von Kühlflüssigkeit zum Band aufweisen.
  • Wie in 4A dargestellt, weisen die Magnetpolelemente 39 (nur eines ist dargestellt) einen schlanken, stromaufwärtsseitig hervorstehenden Ansatz-Endabschnitt 39n auf, der über den Walzenspaltbereich 110 hervorsteht, so daß dieser Ansatzabschnitt 39n in eine Nut 127 zwischen zwei Rippen 128 auf einer Walze paßt. Daher sind, wie in 4A dargestellt, die Ablenkdüse 112 und ihre fingernagelförmige Ablenkeinrichtung 116 bezüglich des Walzenspaltbereichs 110 etwas stromaufwärts angeordnet. Daher werden Anordnungen hydromagnetischer Vorrichtungen 38 mit schlanken Ansatz-Endabschnitten 39n als Ansatz-Anordnungen bezeichnet, die in den 8, 9 und 10 durch das Bezugszeichen 51n bezeichnet sind.
  • Die Walzen 56, 60 und ihre Rippen 128, die in der Darstellung mit dem Walzenkörper integral ausgebildet sind, bestehen aus einem nichtmagnetischen Material, d. h. aus einem diamagnetischen oder paramagnetischen Material, z. B. aus austenitischem rostfreiem Stahl des Typs 304, so daß die Rippen und Walzen nicht dazu beitragen, daß ein Leckfluß von den Polelementen 39, 39n aus- und in die Rippen und Walzen eintritt, wodurch der von den Polflächen 34 der Ansatzabschnitte 39n der Polelemente 39 verfügbare weitreichende Fluß zum Stabilisieren der sich bewegenden Gießbänder reduziert würde. Alternativ können die Rippen aus einem solchen nichtmagnetischen rostfreien Stahl hergestellt sein, während der Körper der Walzen aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material hergestellt ist, um die magnetischen Schaltungen in Zusammenwirkung mit den Ansatzabschnitten 39n der Polelemente zu vervollständigen. Als weitere Alternative können die Rippen 128 aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material hergestellt sein, während der Körper der Walze aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist. Dann werden weitreichende Permanentmagnete so angeordnet, daß die Rippen während des Betriebs der Maschine mit alternierenden Nord- und Südpolaritäten magnetisiert werden, um das Band anzuziehen und zu stabilisieren. Diese Magnete können durch einen Betätigungsmechanismus beweglich angeordnet sein, wie beispielsweise in den 11 und 12 dargestellt, um die Magnete zu bewegen und die magnetische Anziehungskraft zwischen den Rippen und dem Band abzuschalten, damit das Band leicht von der Maschine entfernt und ein anderes Band installiert werden kann. Als weitere Alternative kann eine bewegliche Weiche (Nebenschluß) verwendet werden, wie beispielsweise in den 13 und 14 dargestellt, um die magnetische Anziehungskraft zwischen den Rippen und dem Band abzuschalten, damit das Band leicht entfernt bzw. installiert werden kann.
  • Das permanentmagnetische Material jedes der Permanentmagnete 32, die die magnetischen Schaltungen 30 (6) leistungsstark magnetisieren und außerdem die gesamten magnetischen Polelemente 39 leistungstark magnetisieren, um die leistungsstarken, weitreichenden Anziehungskräfte (Zugkräfte) auf ein sich bewegendes Gießband 50 auszuüben, das weichmagnetisches, ferromagnetisches Material aufweist, hat bestimmte sehr wichtige kritische Eigenschaften: (1) Eine Probe dieses permanentmagnetischen Materials weist eine normale Hystereseschleife (B-H-Schleife) auf, die die B-Achse an einem Punkt kreuzt, an dem die Probe eine Restinduktion Br mit einer Magnetflußdichte aufweist, die größer oder gleich etwa 8000 Gauß ist. (2) Eine Probe dieses permanentmagnetischen Materials weist eine normale Hystereseschleife (B-H-Schleife) auf, wobei eine geradlinige Tangente zu einem Mittelpunkt des Abschnitts der Schleife im zweiten oder vierten Quadranten eine Steigung aufweist, die eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität in ΔGauß pro ΔOersted anzeigt, die kleiner oder gleich etwa 4 ist, wobei vorausgesetzt wird, daß die magnetische Permeabilität von Luft 1 beträgt. Außerdem muß dieses permanentmagnetische Material einen großen Permanenzgrad aufweisen, d. h. grob ausgedrückt, es muß "schwer" entmagnetisierbar sein, d. h., es ist im magnetischen Sinn "hart", oder mit anderen Worten, es ist eine sehr große Entmagnetisierungskoerzitivkraft erforderlich, um dieses permanentmagnetische Material zu entmagnetisieren. Diese vorteilhaften Eigenschaften der Magnete 32 werden in Verbindung mit den 7 und 15 ausführlicher beschrieben.
  • Der hierin verwendete Ausdruck "differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität" einer Probe aus einem permanentmagnetischen Material bezeichnet die Steigung in ΔGauß pro ΔOersted einer geraden Linie, die eine Tangente zur B-H-Schleife der Probe am Mittelpunkt des Abschnitts dieser Schleife bildet, der im zweiten oder vierten Quadranten liegt. Die B-H-Schleife der Probe wird in einem Diagramm dargestellt, wobei die B- und H-Werte entlang der vertikalen bzw. horizontalen Achse derart skaliert sind, daß das Verhältnis B/H oder ΔB/ΔH von Vakuum, d. h. die Steigung für die Flußdichte B, die sich beim Ausüben einer Koerzitivkraft H in Vakuum ergibt, im gleichen Diagramm immer den Wert 1 hat; d. h. das Verhältnis der Änderung ΔB der Flußdichte zur Änderung ΔH bei einer ausgeübten Koerzitivkraft in Vakuum hat im gleichen Diagramm immer den Wert 1. In den nachstehenden Tabellen sind die erfindungsgemäß bevorzugten wichtigen kritischen Eigenschaften dargestellt.
  • Tabelle I
  • Eine Probe aus permanentmagnetischem Material der Magnete 32 weist eine B-H-Schleife auf, die die B-Achse an einem Punkt kreuzt, an dem die Restinduktion Br eine magnetische Flußdichte in Gauß aufweist:
    allgemein: größer oder gleich 8000
    bevorzugt: größer oder gleich etwa 9000
    bevorzugter: größer oder gleich etwa 10000
    am bevorzugtesten: über etwa 11000
  • Tabelle II
  • Eine Probe aus permanentmagnetischem Material der Magnete 32 weist eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität in ΔGauß pro ΔOersted auf:
    bevorzugt: kleiner oder gleich etwa 4
    bevorzugter: kleiner oder gleich etwa 2,5
    am bevorzugtesten: kleiner oder gleich etwa 1,2
  • In der Einleitung wurde erwähnt, daß die in Tabelle I dargestellte, durch solche Permanentmagnete 32 bereitgestellte, sehr leistungsstarke magnetomotorische Kraft wohl nicht der einzige Grund für einen erfolgreichen Betrieb ist. Auch die in Tabelle II dargestellte, sehr niedrige differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität ist ein sehr kritischer Faktor. Beispielsweise weist Alnico 5 eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität von etwa 30 auf. Dieser Wert von etwa 30 für Alnico 5 ist im Vergleich zu 1,2 für den bevorzugtesten Wert in Tabelle II etwa 25-mal größer. Daher würde für eine vorgegebene Länge N' → S' der Magnete eine inkrementelle Zunahme der Zwischenräume 75 (6) eine Wirkung hervorrufen, die allgemein gesprochen für die magnetische Anziehungskraft, die durch Magnete aus Alnico 5 bereitgestellt wird, etwa 25-mal "schädlicher" ist als bei den erfindungsgemäßen Magneten 32. Dies ist kein quantitativer Unterschied, sondern ein qualitativer Unterschied! Daher ist ein thermisch gestörtes Gießband 50 oder 52 durch Magnete aus Alnico 5 nicht geeignet steuer- oder kontrollierbar, wohingegen durch die erfindungsgemäß verwendeten Magnete 32 in den Anordnungen 51 oder 51n, die wie für die bevorzugten Ausführungsformen beschrie ben konfiguriert sind und betrieben werden, eine geeignete Steuerung oder Regelung bereitgestellt wird.
  • Die ungewöhnlichen Wirkungen jedes der Magnete 32, der in seiner eigenen magnetischen Schaltung 30 (6) wirkt, die durch die kritische Eigenschaft einer sehr niedrigen Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität von beispielsweise etwa 1,2 bereitgestellt werden, können dahingehend betrachtet und erklärt werden, daß der magnetische Fluß in der Schaltung 30 sich durch jeden Magnet 32 von der S'- zur N'-Polarität erstrecken muß. Es wird vorausgesetzt, daß der Magnet 32 vom Ende 33 zum Ende 33 eine physische Länge von 25,4 mm (1 Zoll) hat. Der Wert von 1,2 im Vergleich zu Luft (1) bedeutet, daß der Fluß innerhalb des Magneten 32 selbst einen "inneren scheinbaren Luftspalt" mit einer physischen Länge von 25,4 mm (1 Zoll), geteilt durch 1,2 überbrücken muß, d. h. einen inneren scheinbaren Luftspalt von 21 mm (0,83 Zoll). Im Vergleich zum "inneren scheinbaren Luftspalt" von 21 mm des Magneten liefert ein Zwischenraum 75 von 1,5 mm an der Polfläche 34 nur einen Beitrag von 7,1%. Ein Magnet aus Alnico 5 mit einer physischen Länge von 25,4 mm (1 Zoll), geteilt durch seine vorausgesetzte differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität von 30, weist dagegen einen "inneren scheinbaren Luftspalt" von nur 0,84 mm (0,033 Zoll) auf. Im Vergleich zum "inneren scheinbaren Luftspalt" des Magneten aus Alnico 5 von 0,84 mm liefert ein Zwischenraum 75 von 1,5 mm einen Beitrag von 178%. Ein Wert von 178 ist bezüglich einem Wert von 7,1% hinsichtlich der magnetischen Anziehungskraft 25-mal schädlicher. In Permanent Magnet Design and Application Handbook, geschrieben von Professional Engineer Lester R. Moskowitz, veröffentlicht 1976 und 1985 von Krieger Publishing Company, Malabar, Florida 32950 wurde die differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität von etwa 30 für Alnico 5 durch Zeichnen einer geradlinigen Tangente an einen Mittelpunkt im zweiten Quadranten in der darin dargestellten 6–3 mit dem Titel "Analysis of a magnetic hysteresis loop. (The hysteresis curve shown is typical for Alnico 5)" bestimmt.
  • Die länglichen Magnetpolelemente 39 werden in den Darstellungen der 4 und 4A durch einen Querträger 104 gesichert und gestützt, der aus einem nichtmagnetischen Material (einem paramagnetischen oder diamagnetischen Material) hergestellt ist, z. B. aus nichtmagnetischem, austenitischem, rostfreiem Stahl des Typs 303. Die Polelemente 39 sitzen in Nuten 106 im Träger 104. An den stromaufwärtsseitigen Enden der Polelemente 39 sind Befestigungslöcher 95 zum Ausrichten und für eine zusätzliche Halterung der Polelemente ausgebildet. Ein unter dem Träger 104 angeordneter Querträger 108 ist in einem Chassisrahmen 141 des unteren Schlittens L angeordnet. Dieser Träger 108 besteht aus einem geeigneten Strukturmaterial, z. B. aus Baustahl.
  • Es ist vermutlich am geeignetsten, wenn die vorliegende Erfindung an möglichst weit stromaufwärtsseitig angeordneten Positionen in einer Doppelband-Gießmaschine 36 angewendet wird, d. h. etwa in der Nähe des ersten Drittels der Gesamtlänge des Formhohlraums C, wo die auf die Gießbänder ausgeübten thermischen Spannungen am intensivsten sind. Dieses erste Drittel wird vom Eintritt 49 gemessen, an dem in den 8, 9 und 10 eine Zuführdüse 138 zum Zuführen von geschmolzenem Metall 139 dargestellt ist. Dieser am weitesten stromaufwärtsseitig angeordnete Bereich ist der Bereich, in dem sich zerbrechliches, erstarrendes Metall von seinem flüssigen in seinen festen Zustand umzuwandeln beginnt.
  • Die Anordnungen 51 und 51n in den 4, 4A und 5 sind in der Darstellung durch Querträger 104, 108 starr am Chassis eines Bandschlittens montiert. Zum Stranggießen ei niger Metalle kann es wünschenswert sein, hydrodymagnetische Anordnungen oder Kissen 51n und 51 zu verwenden, die entlang der Gesamtlänge des Formhohlraums C starr montiert sind.
  • Erfahrungen beim Stranggießen haben gezeigt, daß in einer stromabwärtsseitigen Abschnitten des Formhohlraums C zugeordneten Bandstützvorrichtung häufig eine geeignete Elastizität erwünscht ist, insbesondere beim Gießen von Aluminiumlegierungen, wobei das Metall über die gesamte Dicke des Gußprodukts P noch nicht vollständig erstarrt ist, wobei jedoch ausreichend festes Metall vorhanden ist, so daß während des Abkühlens des Metalls eine wesentliche Schrumpfung auftritt. Durch eine derartige Elastizität können die Vorderseiten der sich bewegenden Gießbänder mit dem zu kühlenden Metall in engem Kontakt gehalten werden.
  • In Stranggießmaschinen zum Metallgießen, in denen es erwünscht ist, eine Elastizität in Bandstützvorrichtungen bereitzustellen, können eine oder mehrere stromabwärtsseitige Anordnungen 51 auf Schraubenfedern oder Querträgern montiert sein, die so konstruiert sind, daß sie nachgiebig und elastisch sind. Ihre Positionen und ihre Ausrichtung zum Formhohlraum C hin oder vom Formhohlraum weg können während des Betriebs durch nicht dargestellte Mechanismen eingestellt werden. Solche Bandstützeinstellmechanismen zum Einstellen von nachgiebigen, elastischen Stützelementen können Mechanismen ähnlich sein, die in den US-Patenten Nr. 4552201, 4671341, 4658883 und 4674558 von Hazelett and Woods dargestellt und beschrieben sind.
  • Ein Verfahren, durch das die Elastizität oder Nachgiebigkeit der hydromagnetischen, bandstabilisierenden Kissenanordnungen 51 einstellbar ist, besteht darin, verschiedene Durchmesser von Drosselkanälen 90 zu verwenden (wie in 6 am deutlichsten zu sehen ist). Der vorgegebene Pumpdruck kann innerhalb eines Bereichs von etwa 30 psi wie für eine bestimmte Band-Gießmaschine gewünscht ausgewählt werden, in der ein bestimmtes bewegliches, endloses, flexibles, dünnes, wärmeleitendes Gießband (Gießbänder) zum Gießen eines bestimmten Metalls oder einer bestimmten Metalllegierung verwendet wird (werden).
  • In der in 8 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind vier Bandstabilisierungsanordnungen 51 der hydromagnetischen Vorrichtungen 38 vorgesehen. Außerdem sind zwei Bandstabilisierungs-Ansatzanordnungen 51n vorgesehen, die der oberen und der unteren Walze 56 bzw. 60 betrieblich zugeordnet sind. In diesen Ansatzanordnungen 51n sind die stromaufwärtsseitigen, schlanken, länglichen Ansatzabschnitte 39n (4A) der Polelemente 39 in Nuten 127 zwischen Umfangsrippen 128 auf der unteren bzw. der oberen Walze 56, 60 eingepaßt. Stromabwärts (in der durch den Richtungspfeil 61 dargestellten Richtung) von den Ansatzanordnungen 51n sind Kühlflüssigkeitsablenkschaufeln 122 angeordnet, und außerdem befinden sich solche Ablenkschaufeln stromabwärts von der unteren und der oberen Anordnung 51, die in der Nähe eines Zwischenabschnitts des Formhohlraums C dargestellt sind. Von den stromabwärtsseitigen Enden der unteren und der oberen stromabwärtsseitigen Anordnungen 51 austretende Kühlflüssigkeit kann man von der Rückseite des unteren Bandes herabfallen und von den Rändern des oberen Bandes herablaufen lassen.
  • In der Darstellung von 8 ist eine obere, stromabwärtsseitige Hydrokissenanordnung 53 durch elastische Halterungen 140, z. B. durch Schraubenfedern, am Chassisrahmen 142 des oberen Bandschlittens flexibel montiert. Normalerweise sind keine Magnete in der Hydrokissenanordnung 53 angeordnet.
  • In Verbindung mit den in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist in 4A er sichtlich, daß jede Ablenk- (und Applikator)-schaufel 123, die einer mit Rippen versehenen Bandstützwalze 126 vorgeschaltet ist, einen sich in Querrichtung des Chassisrahmens erstreckenden Verteiler 101 aufweist. Diesem Verteiler 101 wird ein Strom 93 gepumpter Kühlflüssigkeit zugeführt, und der Verteiler weist mehrere Kühlflüssigkeitausgabedüsen 103 auf (von denen in 4A nur eine dargestellt ist), die Kühlflüssigkeitsstrahlen 105 auf eine stromabwärts ausgerichtete Kühlflüssigkeitsapplikatorfläche 107 auf dieser Ablenkeinrichtung und auf die Schaufel 123 des Kühlmittelapplikators hin ausrichten. Eine solche Ablenk- und Applikatorschaufel 123 mit einem Verteiler 101, Abgabedüsen 103 und einer Applikatorfläche 107 sind auf dem Fachgebiet bekannt. Unmittelbar stromabwärts von der Kühlflüssigkeitsapplikatorfläche 107 in 4A ist eine auf dem Fachgebiet bekannte, mit Rippen versehene Bandstützwalze 126 angeordnet.
  • In der in 9 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl im unteren als auch im oberen Bandschlitten L und U eine erste Folge von mit Rippen versehenen Bandstützwalzen 126 angeordnet, die stromabwärts von einer ersten Ablenk- und Applikatorschaufel 123 angeordnet sind, die unmittelbar stromabwärts von einer Ansatzanordnung 51n angeordnet ist. In beiden Schlitten ist eine zweite Ablenk- und Applikatorschaufel 123 angeordnet, der eine zweite Folge von mit Rippen versehenen Bandstützwalzen 126 folgt. Eine oder mehrere dieser mit Rippen versehenen Bandstützwalzen 126 können elastisch und/oder biegbar montiert sein und zum Formhohlraum C hin und vom Formhohlraum weg einstellbar sein, wie in den US-Patenten Nr. 4552201, 4671341, 4658883 und 4674558 von Hazelett and Woods beschrieben ist.
  • In der in 10 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der obere Schlitten einer Doppelband-Gießmaschine 36 ähnlich ausgestattet wie der obere Schlitten der in 9 dargestellten Doppelband-Gießmaschine 36, d. h., es sind zwei Folgen von mit Rippen versehenen Bandstützwalzen vorgesehen, denen jeweils eine Ablenk- und Applikatorschaufel 123 vorgeschaltet ist. In 10 weist der untere Schlitten zwei nichtmagnetische Anordnungen 53 hydromagnetischer Vorrichtungen 38 hydrodynamischer Vorrichtungen auf, die den in den 2, 3, 3A, 4, 4A, 5 und 6 dargestellten Anordnungen 51 ähnlich sind, außer daß die Permanentmagnete 32 in den nichtmagnetischen Anordnungen 53 weggelassen sind. Diesen Anordnungen 53 sind Ablenkschaufeln 122 vorgeschaltet, die ähnlich konfiguriert sind wie die in 4 dargestellten Ablenkschaufeln 122.
  • In Abhängigkeit von der verwendeten Menge der Ausrichtungskühlflüssigkeit 115 kann es wünschenswert sein, eine integrale, flache, Kühlflüssigkeitsdüse oder eine "Zusatz"-düse 130 (4B, 4C) zu verwenden, die bezüglich des stromabwärtsseitigen Endes jedes Magnetpolelements 39 stromabwärts ausgerichtet und ein integraler Teil davon ist. Diese Zusatzdüse 130 deckt den Bereich des Gießbandes 50 oder 52 ab, der zwischen der letzten Drucktasche 102' und dem Bereich liegt, in dem die Kühlflüssigkeit 32 auf das Band auftrifft, d. h., in dem die Kühlflüssigkeit von der Applikatorschaufel 123 zugeführt wird, nachdem sie die Ablenkeinrichtung 107 verläßt. Dieser Auftreffbereich 134 (vergl. auch 4A) der Kühlflüssigkeit 132 befindet sich, wie dargestellt, etwa dort, wo eine erste Stützwalzenrippe 126 das Band 50 berührt. Die Zusatzschubdüse 130 ist in 4B dargestellt, die einen vergrößerten Ausschnitt von 4A zeigt, und in 4C, die einen vergrößerten Ausschnitt von 2 zeigt, wobei das untere Gießband 50 zur deutlicheren Darstellung weggelassen ist. Die Zusatzschubdüse 130 ersetzt den Bereich der stromabwärtsseitigen scharfen bugförmigen Struktur 120 (2 und 3). Die letzte (am weitesten stromabwärts angeordnete) Drucktasche, d. h. die in 4B am weitesten rechts dargestellte Drucktasche, ist durch das Bezugszeichen 102' bezeichnet, weil sie sich von den anderen Drucktaschen 102 unterscheidet, weil die Düse 130 sich in die Drucktasche 102' erstreckt und damit verbunden ist und der Düse Kühlflüssigkeit durch die Drucktasche 102' zugeführt wird. Der Drosselkanal 90', über den der Drucktasche 102' Kühlflüssigkeit zugeführt wird, unterscheidet sich von anderen Drosselzufuhreinrichtungen 90 dadurch, daß er einen wesentlich größeren Durchmesser hat, z. B. einen Durchmesser von etwa 4,76 mm (3/16 Zoll). Eine flache Seite jeder Zusatzschubdüse 130 ist durch die Rückseite des Gießbandes 50 oder 52 definiert. Die andere flache Seite ist durch eine konvergierende, plattformartige Absatzfläche 133 definiert, die am hinteren Ende des Polelements 39 ausgebildet ist. Die Düse 130 ist in 4B im Längsschnitt und in 4C in einer Schrägansicht von oben dargestellt. Der von der Düse 130 ausgegebene, divergierende, stromabwärts gerichtete Ausrichtungskühlflüssigkeitsstrom ist durch Pfeile 135 (4B und 4C) dargestellt. An Stelle der Düse 130 können beliebige von mehreren Vorrichtungen zum Ausstoßen von Kühlflüssigkeit in die Stromabwärtsrichtung verwendet werden, z. B. können in den Polelementen ausgebildete Innenkanäle bereitgestellt werden, wie beispielsweise Kanäle, die an den Seiten der Polelemente münden und allgemein stromabwärtsseitig ausgerichtet sind. Alternativ können zwischen den Polelementen in den Räumen 66 Rohre oder Öffnungen und/oder Ablenkeinrichtungen zum Ausgeben von Kühlflüssigkeit in die Stromabwärtsrichtung angeordnet sein.
  • Eine Magnetdrehvorrichtung 145 kann wie in 11 dargestellt vorgesehen sein, um die leistungsstarke, weitreichende magnetische Anziehungskraft der magnetischen Schaltungen 30 auf ein Gießband 50 zu reduzieren, um zu ermögli chen, daß dünne, flexible Gießbänder installiert und entfernt werden können, ohne sie zu beschädigen. Diese Vorrichtung 145 weist einen länglichen, kreiszylindrischen Rotor 147 auf, der auf Lagern 148 (12) montiert ist und sich in der Darstellung in Längsrichtung des Bandschlittens erstreckt, wobei der Rotor parallel zu den Polelementen 39 ausgerichtet und in der Mitte dazwischen angeordnet ist. Der zylindrische Rotor 147 weist ein axial in zwei Hälften geteiltes Gehäuse 146 aus weichmagnetischem, ferromagnetischem rostfreiem Stahl auf, z. B. aus rostfreiem Stahl des Typs 430. Der Rotor weist mehrere Magnete 32 (12) auf, deren innerer Magnetflußweg S'-N' parallel zu einer diametralen Ebene 149 ausgerichtet ist, die sich durch die Drehachse 151 des Rotors 147 erstreckt. Das Rotorgehäuse 146 weist abgeflachte Seiten 155 auf, die parallel zur diametralen Ebene 149 ausgerichtet sind, um auf dem Rotorgehäuse effektiv Nord- und Südpole N' und S' zu bilden. In unmittelbarer Nähe des Rotors 147 sind Zwischenbrückenelemente 154 aus weichmagnetischem, ferromagnetischem Material angeordnet, z. B. aus rostfreiem Stahl des Typs 430. Diese Brückenelemente 154 weisen zylindrische, konkave Flächen 153 auf, die dem zylindrischen Rotor 147 zugewandt und in geringem Abstand davon angeordnet sind.
  • Der Rotor 147 ist in den 11 und 12 in seiner "Aus"-Position dargestellt, in der den in 6 durch das Bezugszeichen 30 dargestellten magnetischen Schaltungen allgemein ähnliche magnetische Schaltungen wirksam unterbrochen sind, so daß der magnetische Fluß von den Magneten 32 in 11 von den Polflächen 34 weg gelenkt wird. Dieser abgelenkte Fluß wird primär von N' zu S' auf Nebenschluß gelegt, indem er allgemein parallel zur diametralen Ebene 149 des Rotors durch die magnetischen Brückenelemente 154 geleitet wird. In dieser "Aus"-Position sind die diametrale Ebene 149 und die flachen Seiten 155 des Rotors parallel zur Seitenfläche der Polelemente 39 ausgerichtet. Daher erreicht die Polflächen 34 nur ein wesentlich reduzierter Anteil des magnetischen Flusses. Dadurch wird das Band 50 in wesentlich geringerem Maße angezogen, so daß es installiert oder entfernt werden kann, ohne beschädigt zu werden. Das obere und das untere Stützelement 156 und 158 ist nichtmagnetisch und besteht beispielsweise aus austenitischem rostfreiem Stahl des Typs 303.
  • Zum "Ein"-schalten der Magnetdrehvorrichtung 145 wird ihr Rotor 147 um 90° um seine Achse 151 gedreht, so daß seine diametrale Ebene 149 direkt auf die Mittenbereiche der komkaven Flächen 153 der Brückenelemente 154 ausgerichtet ist. Dadurch werden der Nord- und der Südpol N' und S' der Magneten durch entsprechende N'- und S'-Pole auf ihrem Gehäuse 146 magnetisch dicht gekoppelt, um sie mit diesen Brückenelementen 154 dicht zu koppeln und eine magnetische Schaltung in der in 11 dargestellten Anordnung zu vervollständigen. Man kann sich vorstellen, daß diese "ein"-geschaltete magnetische Schaltung in 11 sich von einem magnetischen Nordpol N' durch einen N'-Pol des Rotorgehäuses 146, durch ein erstes Brückenelement 154, durch ein erstes Polelement 39 zu einer ersten Polfläche 34, über einen ersten Zwischenraum 75 in das Band 50 erstreckt, sich innerhalb des Bandes zu und dann über einen zweiten Zwischenraum 75 in eine zweite Polfläche 34, durch ein zweites Polelement 39 zu einem zweiten Brückenelement 154 und durch einen S'-Pol eines Rotorgehäuses 146 zu einem magnetischen Südpol S' erstreckt, wobei die magnetische Schaltung innerhalb jedes Magneten von S' nach N' intern abgeschlossen oder vervollständigt wird.
  • Zum Drehen des Rotors 147 über 90° zu seiner "Ein"-Position weist sein Gehäuse 146 Drehzapfen 152 (12) auf, die in auf Halterungselementen 156, 158 montierten Lagern 148 drehbar gehalten werden und einen Schäkelarm 162 aufweisen, der an einem Drehzapfen befestigt und bei Bezugszeichen 161 an einer Kolbenstange 163 drehbar befestigt ist, die mit einem Kolben 165 eines Hydraulikzylinders 160 verbunden ist. Eine Rückstellfeder 166 spannt den Kolben auf die "Aus"-Position der Magnetdrehvorrichtung 145 vor. Die "Ein"-Position des Rotorschäkelarms 162 ist in 11 in einer gestrichelten Umrißlinie 162' dargestellt. Die Kolbenkammer 167 des Zylinders 160 ist durch einen Schlauch 164 mit einem Kühlflüssigkeitszufuhrrohr 98 verbunden. Dadurch tritt, immer wenn über einen Verteiler 100 gepumpte Kühlflüssigkeit zugeführt wird, Kühlflüssigkeit in die Kammer 167 ein und hebt den Kolben 165 gegen die Vorspannkraft der Feder 166 an, um den Rotor 147 auf seine "Ein"-Position zu drehen. Sobald der Kühlmitteldruck ausgeschaltet wird, dreht die Feder 166 die Magnetdrehvorrichtung 145 auf die "Aus"-Position.
  • Anstatt einzelne Hydraulikzylinder 160 zum Betätigen jedes Rotors 147 zu verwenden, können die Schäkelarme 162 aller Magnetdrehvorrichtungen 145 in einer Anordnung 51 auch mit einer gemeinsamen Betätigungsstange drehbar verbunden sein, die sich aus der Anordnung 51 heraus erstreckt und manuell oder hydraulisch betätigt wird, um alle Rotoren 147 gleichzeitig auf ihre "Ein"- oder "Aus"-Position zu drehen.
  • Die 13 und 14 zeigen einen alternativen Mechanismus zum Drehen der magnetischen Schaltungen auf ihre "Ein"- oder "Aus"-Position, wobei eine sich in Längsrichtung erstreckende, bewegliche Nebenschlußstange 170 aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material, z. B. aus rostfreiem Stahl des Typs 430, verwendet wird. Diese Nebenschlußstange 170 ist in der Nähe der Magnetpolelemente 39 von ihrer in 13 dargestellten "Aus"-Position zu ihrer in 14 dargestellten "Ein"-Position verschiebbar. Diese Nebenschlußstange ist mit einem Profil versehen, durch das mehrere zinnenähnliche Vorsprünge 172 mit dazwischenliegenden Nuten 174 bereitgestellt werden. Diese zinnenähnlichen Vorsprünge sind entlang der Stange 170 in einem Mitte-Mitte-Abstand in Längsrichtung beabstandet, der dem doppelten Mitte-Mitte-Abstand "d" der Magnetpolelemente 39 gleicht. Die zinnenähnlichen Vorsprünge 172 und ihre dazwischenliegenden Nuten 174 erstrecken sich jeweils über etwa den gleichen Abstand "d" entlang der Nebenschlußstange. Dadurch ist, wie in 13 in der "Aus"-Position dargestellt, jeder zinnenähnliche Vorsprung 172 direkt benachbart zu zwei Polelementen 39 entgegengesetzter Polarität angeordnet, d. h. der zinnenähnliche Vorsprung steht damit in direktem Eingriff, und bildet eine direkte Brücke von einer Mitte eines N-Polelements 39 zu einer Mitte eines benachbarten S-Polelements, um den magnetischen Fluß von den Polflächen 34 weg auf Nebenschluß zu legen. In der "Ein"-Position sind dagegen alle zinnenähnlichen Vorsprünge 172 direkt benachbart zu Polelementen 39 der gleichen Polarität (z. B. N) angeordnet (bzw. stehen damit in Eingriff), wobei dazwischenliegende Nuten 174 allen Polelementen zugewandt, jedoch von ihnen beabstandet sind, die die gleiche Polarität (z. B. S) haben, die der Polarität der Polelemente, mit denen die zinnenähnlichen Vorsprünge in Eingriff stehen, entgegengesetzt ist. Dadurch tritt nur eine geringe Nebenschlußwirkung auf, und die magnetischen Schaltungen 30 (6) werden wie vorstehend beschrieben vervollständigt.
  • In dargestellten Ausführungsformen der Erfindung sind die länglichen Polelemente 39 in einer Stromaufwärts-Stromabwärts-Orientierung 61 angeordnet, weil diese Stromaufwärts-Stromabwärts-Orientierung in Längsrichtung für Doppelband-Gießmaschinen geeignet ist. Vom Standpunkt der vor liegenden Erfinder kann eine Konfiguration von Stranggießmaschinen mit sich bewegenden Gießbändern verwendet werden, in der es zweckmäßig ist, die länglichen Polelemente 39 einschließlich ihrer zahlreichen speziell konstruierten Düsen 90, 102 und ihrer Ablenkdüsen 112, 116 zum Vorwärtstreiben des Kühlflüssigkeitsstroms 115 quer über die Rückseiten eines sich bewegenden Gießbandes anzuordnen.
  • Außerdem können die länglichen Polelemente 39 in Längsrichtung strukturiert oder profiliert sein, wobei ihre Pol flächen 34 in Längsrichtung gekrümmt sind, um sie speziellen Stranggießbedingungen anzupassen, z. B. in einer Einzelband-Stranggießmaschine, in der der Weg des einzelnen Gießbandes normalerweise einem leicht gekrümmten Bogen mit einem relativ großen Radius folgt. Die Polflächen 34 in einer derartigen Gießmaschine, die einen in Längsrichtung gekrümmten Formhohlraum aufweist, würden sich in Längsrichtung in einem leichten Bogen krümmen, der dem leichten Bogen des sich bewegenden Gießbandes entspricht, um das sich bewegende Gießband auf seiner gewünschten bogenförmigen Bahn hydromagnetisch zu stabilisieren. Solche in Längsrichtung gekrümmten Polflächen werden als koplanar betrachtet, weil sie das sich bewegende Gießband in einem glatten oder flachen Zustand stabilisieren.
  • Außerdem können in einer Stranggießmaschine, in der ein Gießband oder ein Paar Gießbänder sich entlang einer geraden Bahn bewegen, die Polflächen 34 in einer Längsrichtung entlang des Gießweges gerade sein, eine Anordnung der Polflächen kann jedoch in Querrichtung zum geraden Weg leicht gebogen sein, um ein Gießband in Querrichtung leicht zu biegen, während es sich entlang des Gießweges bewegt. Eine solche in Querrichtung gebogene Anordnung von Polflächen wird als koplanare Anordnung betrachtet, weil sie das sich bewe gende Gießband in einem glatten oder flachen Zustand stabilisiert.
  • Durch diese Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß ein sich bewegendes Gießband zwangsweise in einem glatten und flachen Zustand innerhalb enger Grenzen der Glattheit (Flachheit) und innerhalb enger Grenzen des Abstands (Zwischenraums 75) von den Polflächen 34 seiner hydrodynamischen Stützanordnungen 51 oder 51n hydromagnetischer Vorrichtungen 38 gehalten wird.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung vermuten, daß jegliche Permanentmagnete 32, die aus einem permanentmagnetischen Material hergestellt sind, das die vorstehend beschriebenen, sehr wichtigen kritischen Eigenschaften besitzt, in den Ausführungsformen der Erfindung erfolgreich verwendet werden können. Vorzugsweise werden Magnete 32 verwendet, die permanentmagnetische Materialien enthalten, die als Seltenerd-Magnetmaterialien bekannt sind, z. B. Magnete, die magnetische Materialien enthalten, die mindestens ein chemisches "Seltenerd"-Element (der Lanthanid-Familie chemischer Elemente mit der Nummer 57 bis 71) enthalten, z. B. Magnete, die vorzugsweise permanentmagnetische Materialien enthalten, die die chemischen Seltenerdelemente Neodym oder Samarium enthalten. Beispielsweise können Magnete verwendet werden, die ein permanentmagnetisches Material enthalten, das eine Verbindung aus Kobalt und Samarium (Co5Sm) mit einem maximalen Energieprodukt von etwa 20 MGOe (Mega-Gauß-Oested) umfaßt, weil ihre B-H-Hystereseschleife eine Restinduktion Br von etwa 9000 Gauß aufweist, und Magnete, die Co17Sm2 aufweisen und ein maximales Energieprodukt in einem Bereich von etwa 22 bis etwa 28 MGOe besitzen, weil ihre B-H-Schleife eine Restinduktion Br im Bereich von etwa 9000 Gauß bis etwa 11000 Gauß aufweist.
  • Co5Sm-Permanentmagnetmaterial mit einem maximalen Energieprodukt von etwa 20 MGOe hat eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität von etwa 1,08. Co17Sm2-Permanentmagnetmaterialien mit maximalen Energieprodukten im Bereich von etwa 22 bis etwa 28 MGOe haben eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität von etwa 1,15 bis 1,0.
  • Die gegenwärtig bevorzugtesten Permanentmagnete 32 enthalten permanentmagnetische Materialien auf der Basis einer Tri-Element-(ternären) Zusammensetzung aus Eisen, Neodym und Bor, die allgemein als Neodym-Eisen-Bor, Nd-Fe-B oder NdFeB, bekannt ist, die ein maximales Energieprodukt in einem Bereich von etwa 25 bis etwa 35 MGOe aufweist. Solche Magnete können als "Neo-Magnete" bezeichnet werden, wobei Neo-Magnete mit einem maximalen Energieprodukt von 32 bis 35 MGOe am bevorzugtesten sind. NdFeB-Permanentmagnetmaterial mit einem maximalen Energieprodukt im Bereich von etwa 25 bis etwa 35 MGOe weisen eine B-H-Schleife mit einer Restinduktion Br im Bereich von etwa 10700 Gauß bis etwa 12300 Gauß und mit einer differentiellen Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität von etwa 1,5 auf. Neo-Magnete besitzen eine geringe Korrosionsbeständigkeit, so daß sie nickelplattiert werden.
  • Möglicherweise werden in Zukunft andere permanentmagnetische Materialien, z. B. ternäre Zusammensetzungen, wie beispielsweise Eisen-Samarium-Nitrid, und andere bisher unbekannte ternäre permanentmagnetische Verbundmaterialien und bisher unbekannte quaternäre (Vierelement) permanentmagnetische Materialien kommerziell erhältlich sein, die B-H-Schleifen mit einer ausreichend hohen Restinduktion Br aufweisen können, wie in Tabelle I dargestellt, und außerdem eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabi lität aufweisen können, die ausreichend niedrig ist, wie in Tabelle II dargestellt, so daß diese Materialien zur Verwendung in Ausführungsformen der Erfindung geeignet sind.
  • 15 zeigt eine ungefähre allgemeine B-H-Schleife 200 für NdFeB-Permanentmagnetmaterial mit einem maximalen Energieprodukt von etwa 35 MGOe. Die B- und die H-Achse kreuzen sich am Ursprung 216. Dieses "Neomagnet"-material zeigt eine allgemein durch das Bezugszeichen 202 dargestellte Sättigungsmagnetisierung von etwa 20000 bis etwa 25000 Gauß. Diese B-H-Kurve 200 kreuzt in der Darstellung die positive B-Achse an einem Punkt 204, an dem die Restinduktion Br etwa 12000 bis etwa 12300 Gauß beträgt. Der Abschnitt der Schleife 200 im zweiten Quadranten ii (im Entmagnetisierungsquadranten) ist vorteilhaft eine im wesentlichen gerade Linie 206, die zu einem Punkt 208 mit einem Wert von –11000 Oersted auf der horizontalen H-Achse abfällt. Ein negatives Vorzeichen der Oerstedwerte auf der linken B-Achse zeigt eine von der ursprünglichen Koerzitivkraft, die die magnetische Anfangssättigung am Punkt 202 erzeugt hat, in die entgegengesetzte Richtung verlaufende Koerzitivkraft H an. Ein Kreis 210 zeigt an, daß die Eigenschaften bzw. die Leistungsfähigkeit des Abschnitts 206 der Schleife 200 im zweiten Entmagnetisierungsquadranten ii der Bereich von Interesse ist. An einem Mittelpunkt 212 dieses im wesentlichen geraden Entmagnetisierungsabschnitts 206 der Kurve 200 wird durch Multiplizieren eines geplotteten Flußdichtewertes von etwa 7000 Gauß mit einem geplotteten Koerzitivwert von etwa 5000 Oersted ein maximales Energieprodukt von etwa 35000000 Gauß Oersted, d. h. von etwa 35 Mega-Gauß-Oersted (etwa 35 MGOe), erhalten.
  • Die differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität, die am Mittelpunkt 212 bestimmt wird, entspricht der Steigung der geraden Linie tangential zum Abschnitt 206 der B-H-Schleife 200 am Mittelpunkt 212 und beträgt etwa 1,15. Zusammengefaßt weist dieses permanentmagnetische "neomagnetische" Matrial (1) eine Restinduktion Br von etwa 12000 bis etwa 12300 Gauß und (2) eine mittlere differentielle Entmagnetisierungspermeabilität von etwa 1,15 auf, wodurch, wie beschrieben, eine vorteilhafte, leistungsstarke, weitreichende Anziehungskraft erhalten wird.
  • 15 zeigt außerdem eine ungefähre allgemeine B-H-Schleife 220 für Alnico 5 mit einer Sättigungsmagnetisierung. Diese Schleife für Alnico 5 kreuzt die B-Achse an einer Stelle, wo die Restinduktion Br etwa 12800 Gauß beträgt, gemessen anhand der Hystereseschleife für Alnico 5 in 6-3 des vorstehend erwähnten Permanent Magnet Design and Application Handbook von Lester R. Moskowitz. Die Kurve 220 für Alnico 5 weist jedoch eine Sättigungsmagnetisierung auf, die nicht wesentlich höher ist als etwa 15000 Gauß. Im zweiten Quadranten ii fällt die Entmagnetisierungskurve 222 für Alnico 5 nahezu vertikal ab und kreuzt die H-Achse bei Bezugszeichen 226 bei weniger als 1000 Oersted. Daher weist Alnico 5 ein maximales Energieprodukt von weniger als etwa 7 MGOe auf. Zusätzlich zu diesem relativ niedrigen maximalen Energieprodukt zeigt der steile Abfall der Entmagnetisierungskurve 222 von Alnico 5 eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität am Mittelpunkt 224 von etwa 30, so daß Alnico 5 zur Verwendung in Magneten in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ungeeignet ist, wie vorstehend erläutert wurde.
  • Die 7 und 7A zeigen eine gerade Linie 230, die allgemein eine graduelle Abnahme der weitreichenden Anziehungskraft (auf das Band ausgeübten Zugkraft) der Polflächen 34 darstellt, die ein sich bewegendes Gießband, z. B. das Band 50, anzieht, wobei die Kurve als Funktion eines zunehmenden Zwischenraummaßes 75 unter Verwendung von Magneten 32 aus einem Permanentmagnetmaterial (Neomagneten) erstellt ist, die die bevorzugtesten Eigenschaften, beispielsweise ein maximales Energieprodukt von 35 MGOe, aufweisen. Bei einer Zunahme des Zwischenraums 75 nimmt die Entmagnetisierungskoerzitivität entsprechend zu, die die Permanentmagnete 32 erfahren sollen, so daß die Anziehungskraft entlang einer im allgemeinen geraden Linie 230 abnimmt, die eine Charakteristik aufweist, die der des geradlinigen Abschnitts 206 der B-H-Kurve 200 in 15 gleicht.
  • Die Zwischenräume 75 (in Zoll und Millimeter) sind entlang der horizontalen Achse dargestellt, und die mittleren Zug- oder Anziehungskräfte (abzüglich der magnetischen Anziehungskraft) auf das Band und die mittleren Druckkräfte (zuzüglich der Kühlflüssigkeitsabstoßeffekte) sind entlang der vertikalen Achse dargestellt. Die auf ein Gießband ausgeübten mittleren Zugkräfte und Druckkräfte (in psi) sind schwierig zu messen, so daß diese Werte entlang der vertikalen Achse lediglich Näherungswerte darstellen; ihre Relativwerte sind jedoch im allgemeinen relativ korrekt, und lediglich ihre Relativwerte sind wesentlich.
  • Außerdem zeigen die 7 und 7A eine steil abfallende Kurve 240, die als Funktion von Zwischenraummaßen 75 gezeichnet ist und allgemein die steil abnehmenden hydrodynamischen Abstoßkräfte (Druckkräfte auf das Band) der von Drucktaschen 102 ausgegebenen Kühlflüssigkeitsströme 97 (6) und der von den Drucktaschen ausgegebenen und die Zwischenräume 75 durchlaufenden, sich schnell bewegenden Kühlflüssigkeitsfilme 114 darstellt. Unter der Voraussetzung, daß ein geeigneter Kühlflüssigkeitspumpdruck im Verteiler 100 bereitgestellt wird, bewirkt eine Zunahme des Durchmessers der Drosselöffnungen 90 eine Erhöhung der Strömung 97 (6) und eine Zunahme der Dicke der Filme 114, wodurch das Zwischenraummaß 75 zunimmt und veranlaßt wird, daß die Kurve 240 sich etwas nach rechts verschiebt, und außerdem veranlaßt wird, daß die Kurve 240 etwas weniger steil wird, wobei dieses Ergebnis so interpretiert werden kann, daß der Kühlmitelkissen-Abstoßeffekt etwas "federnder" wird.
  • Ein gleichgewichts-stabilisierter Zustand zum Bewegen des Gießbandes tritt in einem in den 7 und 7A allgemein durch das Bezugszeichen 242 bezeichneten Zustand auf, wo die beiden Kurven 230 und 240 sich kreuzen. Dieser Kurvenkreuzungspunkt 242 bezeichnet eine Situation, in der keine sich zufällig ändernden, durch Wärmeausdehnung verursachten Bandverformungskräfte vorhanden sind (die nachstehend als Kräfte betrachtet werden, die ähnlich wirken wie "innere Banddrücke"), z. B. Kräfte, die durch thermisch induzierte Ausdehnungskräfte erzeugt werden, die im Band unter dem Einfluß von heißem Metall im Formhohlraum C auftreten, während die Rückseite des Bandes gekühlt wird.
  • Obwohl bei der Beschreibung der Banddynamik unter Bezug auf die 7, 7A, 7A' und 7A'' der Ausdruck "Kraft" natürlicher erscheinen würde als der Ausdruck "Druck", ist verständlich, daß innerhalb lokaler Bereiche des Gießbandes durch thermodynamische Effekte druckähnliche Wirkungen verursacht werden. Nicht der größere Druck der Kühlflüssigkeit, der durch die Drucktaschen 102 auf das Band ausgeübt wird, wenn das Band sich in einem gleichgewichts-stabilisierten Zustand befindet, sondern diese druckähnliche Wirkung innerer thermischer Verformungskräfte soll in der folgenden Diskussion durch den Ausdruck "Druck" bezeichnet werden. Sich schnell verlagernde, destabilisierende, innere Banddrücke, die während des Metallgießvorgangs immer vorhanden sind, sind kaum quantitativ bestimmbar, man kann sie sich jedoch geeignet als eine zufällige und kontinuierliche, eine hektische Vertikalverschiebung definierende, horizontale Linie 260' und 260'' vorstellen, wie in den 7A' bzw. 7A'' dargestellt ist. 7A' zeigt die Situation für einen mäßigen inneren Banddruck (von etwa 3 psi), wie durch eine horizontale Linie 260' dargestellt ist. 7A'' zeigt die Situation für einen höheren inneren Banddruck, wie durch eine horizontale Linie 260'' dargestellt ist (die einem Druck von etwa 5,5 psi entspricht).
  • Um zu bestimmen, ob durch eine vorgegebene Kombination von Bedingungen das Band sicher und exakt im Schwebezustand gehalten wird, muß ein Analytiker alle Kräfte, die auf das Band tatsächlich ausgeübten Kühlflüssigkeitsdrücke und die entsprechenden inneren Banddrücke in einem Diagramm auftragen. Die 7 und 7A zeigen ein Diagramm des Kühlflüssigkeitsdrucks, jedoch kein Diagramm des zufälligen inneren Banddrucks. Während eines allgemeinen in 7A' dargestellten Betriebs sind zwei Abstoßkräfte vorhanden: nicht nur (i) der durch die Kühlflüssigkeitsströme 97 und -filme 114 erzeugte Druck (Kurve 240 in den 7 und 7A), sondern auch (ii) ein momentaner, zufälliger innerer Banddruck 260', der in 7A' etwa 3 psi beträgt. Diese beiden Kurven 240 und 260' addieren sich in 7A' und bilden eine neue Kurve 240', die einen Gesamtabstoß(Druckkraft)-druck darstellt, der gegen die Magnetkraft(Zugkraft)-kurve 230 wirkt. Man kann sich diese addierte Kurve 240' als kontinuierlich, hektisch und sich zufällig nach oben und unten ändernde Kurve vorstellen, wie durch Pfeile 241 dargestellt ist. In 7A' ist der erhaltene neue momentane Gleichgewichts-Kreuzungspunkt 242' zwischen der Kurve 230 der weitreichenden magnetischen Zugkraft und der erhaltenen Druckkraftkurve 240' bezüglich der Position 242 in 7A etwas nach rechts verschoben, wobei die magnetisch induzierte Anziehungskraft der weitreichenden Magnete 32 nur um einen sehr kleinen Prozentanteil abnimmt, so daß die weitreichende magnetische Anziehung für die zwangsweise Regelung eines stabilisierten Bandes sicher und geeignet bereitgestellt wird.
  • Wenn dagegen die Kurve 250 für einen Magneten aus Alnico 5 betrachtet wird, ist ersichtlich, daß der momentane Gleichgewichts-Kreuzungspunkt zwischen dieser Kurve 250 und der erhaltenen Druckkraftkurve 240' von der Position 252 in 7A relativ weit nach rechts zu einem Kreuzungspunkt 252' verschoben ist. Daher wird die durch die Kurve 250 für Alnico 5 dargestellte magnetische Zugkraft um etwa 33% reduziert. Durch die hektischen Änderungen des zufälligen inneren Banddrucks 260' (7A') und 260'' (7A'') werden die Gleichgewichts-Kreuzungspunkte kontinuierlich zu neuen Positionen bewegt.
  • Diese Situation ist für die Magnetkurve 250 kritisch, nicht jedoch für die weitreichende Magnetkurve 230, wenn vorausgesetzt wird, daß der momentane zufällige innere Banddruck auf 5,5 psi ansteigt, wie durch eine horizontale Linie 260'' in 7A'' dargestellt ist. Der auf der Kurve 230 dargestellte, weitreichende magnetische Gleichgewichts-Kreuzungspunkt 242" stellt nur eine kleine zusätzliche Verschiebung nach rechts dar, wobei die weitreichende Zugkraft um einen zusätzlichen sehr kleinen Prozentanteil weiter reduziert ist. Für Magnete aus Alnico 5 stellen die unbestimmten Kreuzungspunkte 252'' der Kurve 250 jedoch eine Reduktion der magnetisch induzierten Zugkraft auf weniger als etwa die Hälfte des Wertes dar, den die Zugkraft aufwies, bevor der momentane, zufällige innere Banddruck 260'' aufgetreten ist. Der Zwischenraum 75 nimmt wesentlich auf etwa 0,10 bis 0,12 mm zu. Außerdem ist die Gleichgewichtsposition 252'' kein definierter Kreuzungspunkt mehr, sondern eher ein undefinierter Bereich, weil die beiden Kurven 250 und 240'' nicht unter einem bestimmten großen Winkel aufeinandertreffen, was durch die weitreichende Magnetkurve 230 vorteilhaft der Fall war, sondern stattdessen unter einem scharfen, spitzen Winkel (zwischen den nahezu parallelen Kurven 250 und 240''), wodurch eine Gleichgewichtsposition relativ unbestimmbar wird. In diesem besonderen Fall verlaufen die Kurven 240'' und 250 über eine wesentliche Strecke nahezu parallel, so daß die sichere, zwangsweise Stabilisierung (das Einfangen) des Bandes nahezu verlorengeht. Jeglicher zufällige, destabilisierende innere Banddruck, der wesentlich höher ist als durch die Kurve 260'' dargestellt, würde die durch die Kurve 250 für Alnico 5 dargestellte magnetische Kraft unbedingt überschreiten, wodurch das Band nicht mehr durch die Magnetpolelemente 39 regelbar wäre, wenn versucht würde, Magnete aus Alnico 5 zu verwenden.
  • Dieses kritische, unterschiedliche Verhalten zwischen der weitreichenden magnetischen Zugkraftkurve 230 in den 7 und 7A und der Zugkraftkurve 250 für Alnico 5 tritt auf, weil die weitreichende Anziehungs(Zug)-kraftkurve 230 die hydrodynamische Kühlflüssigkeits(Druckkraft)-kurve 240 eher senkrecht als parallel kreuzt. Die Anziehungs(Zug)-kraftkurve 250 für Alnico 5 kreuzt dagegen die hydrodynamische Kühlflüssigkeits(Druckkraft)-kurve eher parallel als senkrecht. Daher würde eine Verschiebung eines Abschnitts eines sich bewegenden Gießbandes durch eine thermische Störung, wodurch ein Zwischenraum von nur etwa 0,2 mm verursacht wird, wahrscheinlich eine Reduzierung oder einen Verlust der Stabilisierungsregelung des sich bewegenden Gießbandes zur Folge haben, wenn Magnete aus Alnico 5 zufälligen destabilisierenden Kräften gegenüberstehen. Eine durch die Linie 230 dargestellte, am meisten bevorzugte weitreichende Anziehungskraft (Zugkraft) nimmt in 7 sogar bei einem großen Zwischenraummaß von 1,5 mm (etwa 0,06 Zoll) um weniger als etwa 50% ab, so daß es bei einer durch die Kurve 230 dargestellten, weitreichenden Zugkraft notwendigerweise hochgradig unwahrscheinlich ist, daß die Stabilisierungsregelung verloren geht.
  • Nachtrag
  • Ausführliche Beschreibung einer weiteren Ausführungsform
  • In einer alternativen Konfiguration hydromagnetischer Vorrichtungen 38A in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die drehbaren Permanentmagnete 32 in den Nuten 127 zwischen den Rippen 128 jeder Walze 60 und 56 angeordnet werden. Daher sind die weitreichenden Magnete 32 mit ihren zugeordneten, modifizierten, länglichen Polelementen 39A auf der gesamten Strecke stromaufwärts bis zur Walzenspaltlinie 110 angeordnet. Durch diese stromaufwärtsseitige Positionierung der Magnete 32 mit ihren modifizierten Polelementen 39A wird daher eine koplanare Anordnung 51 beabstandeter, paralleler, magnetischer Polflächen 34 bereitgestellt, die sich über die gesamte Strecke stromaufwärts bis zum Walzenspaltbereich bzw. zur Walzenspaltlinie 110 erstrecken. Dadurch wird die volle weitreichende magnetische Anziehungskraft von einer koplanaren Anordnung beabstandeter, paralleler Polflächen 34 bereitgestellt, durch die die eisenhaltigen Gießbänder 50 und 52 im stromaufwärtsseitigen Bereich in der Nähe des Eintritts 49 (1) des geschmolzenen Metalls 37 in den sich bewegenden Formhohlraum C stabilisiert werden. Dieser stromaufwärtsseitige Bereich des sich bewegenden Formhohlraums in der Nähe der Walzenspaltlinie 110 weist einen Bereich auf, in dem eine anfängliche Verfestigung von Außenschichten des erstarrenden Metalls in der Nähe der beiden umlaufenden Gießbänder 52 und 50 auftritt, wobei dieser Bereich ein Bereich ist, der für die Herstellung eines hochwertigen Metallprodukts P (1) am kritischsten ist.
  • Nachstehend wird im wesentlichen auf 16 Bezug genommen, in der weitreichende Magnete 32 zwischen Rippen 128 der stromaufwärtsseitigen Walze 60 angeordnet sind. Das stromaufwärtsseitige Ende 118 von Polflächen 34 eines modifizierten länglichen Polelements 39A ist an der Walzenspaltlinie 110 positioniert dargestellt. Diese Linie 110 ist die Tangentenposition des Gießbandes 52, an der es sich von den Walzenrippen 128 entfernt und flach (eben) wird, während es sich entlang des sich bewegenden Formhohlraums C bewegt.
  • In der in den 11 und 12 dargestellten Konstruktion waren die drehbaren Magnete 32 stromabwärts, ausgerichtet mit den Walzenrippen 128 angeordnet und erstreckten sich nicht stromaufwärts zwischen die Rippen. In der in den 16-19 dargestellten Konstruktion wurde veranlaßt, daß alle Elemente jedes modifizierten Polelements 39A (einschließlich ihrer Magnete) in die Breite einer Walzennut 127 hineinpassen (17). Der gleichmäßige Mitte-Mitte-Abstand der Rippen 128 in dieser in den 16-19 dargestellten Ausführungsform beträgt etwa 25 mm (1 Zoll), und die Rippendicke beträgt etwa 3,2 mm (1/8 Zoll), wobei die Nutenbreite etwa 22 mm (7/8 Zoll) beträgt. Dadurch wird veranlaßt, daß alle Elemente eines modifizierten Polelements 39A ausreichend schmal sind, so daß sie in eine Breite von weniger als etwa 22 mm (weniger als etwa 7/8 Zoll) passen. Daher sind auch diese modifizierten, länglichen Polelemente 39A in parallelen Mitte-Mitte-Abständen von etwa 25 mm (etwa 1 Zoll) quer über die hydromagnetische Kissenanordnung 51 angeordnet.
  • Die Walze 60 weist in der Darstellung einen festen Mittelkern auf, und ihre Rippen sind aus diesem Kern durch Bearbeiten integral hergestellt, wie in den 16, 17 und 19 deutlich dargestellt ist. Diese Walze 60 mit ihren Rippen 128 besteht aus einem nichtmagnetischen rostfreien Stahl, z. B. aus geschmiedetem rostfreienem Stahl des Typs 316, einem nichtmagnetischen Material, das praktisch keinen Einfluß auf die magnetische Situation hat.
  • Gemäß 17 ist in der Stromabwärtsrichtung erkennbar, daß drehbare Magnete 32 zwischen den Walzenrippen 128 angeordnet sind. In 17 (und auch in den 16, 18 und 19) sind die Magnete 32 gedreht in ihre Gießband-Magnetisierungsposition (Position einer weitreichenden Gießband-Anziehungskraft) dargestellt. Alternierend angeordnete, sich von der Stromaufwärtsseite in die Stromabwärtsrichtung erstreckende Reihen von Magneten 32 einer Anordnung 51 sind in ihren Magnetdrehvorrichtungen 145A in ihren jeweiligen Polelementen 39A so angeordnet, daß sie die gleiche Polaritätsausrichtung haben, z. B. ist der Nordpol (N') oben angeordnet, während die Zwischenreihen drehbarer Magnete 32 in ihren Magnetdrehvorrichtungen 145A in ihren jeweiligen Polelementen 39A so angeordnet sind, daß sie sie entgegengesetzte Polaritätsorientierung haben, wobei der Südpol (S') oben angeordnet ist. Wenn diese Magnete in ihrer dargestellten Position angeordnet sind, in der eine weitreichende Anziehungskraft auf das umlaufende Band 52 ausgeübt wird, weisen Polflächen 34 länglicher Polelemente 39A aufeinanderfolgender hydromagnetischer Vorrichtungen 38A, die über die hydromagnetische Kissenanordnung 51 in Querrichtung beabstandet sind, alternierende Nord (N) und Süd (S)-polaritäten auf, die dem umlaufenden Gießband 52 zugewandt sind.
  • Die "Linien" des magnetischen Flusses 30 überbrücken (durchlaufen) die Luftspalten 129 in der Nähe der Walzenrippen 128 und überbrücken (durchlaufen) die nichtmagnetischen Walzenrippen 128 selbst. Ein geringer Leckfluß 30' ist unvermeidbar. Die Polflächen 34 durchdringt jedoch ein ausreichender, gewünschter, weitreichender Fluß 30, der sich durch das Gießband 52 erstreckt, so daß das Band zur koplanaren hydromagnetischen Kissenanordnung 51 der Magnetpole 34 hin weitreichend und stark angezogen wird.
  • Gepumpte Kühlflüssigkeit 93 unter Druck wird, wie vorstehend beschrieben, von Verteilern (nicht dargestellt) zugeführt, z. B. von den Verteilern 100 in den 4 und 4A. Diese gepumpte Kühlflüssigkeit 93 wird über Zufuhrrohre 98 und in stromaufwärts ausgerichtete Zwischentunnelkanäle 92A (16, 17 und 19) führende diagonale Kanäle 96 und dann in stromabwärts gerichtete Tunnelkanäle 92 (16– 19) geleitet. Diese Kanäle 92 können als Plenum- oder Verteilerkanäle betrachtet werden, die unter Druck stehende Kühlflüssigkeit in feste Drosselkanäle 90 leiten. Der von den Kanälen 90 austretende Kühlflüssigkeitsstrom 97 mit dem gedrosselten Druck tritt in Drucktaschen 102 ein, wobei sich schnell bewegende Kühlflüssigkeitsfilme 114 (17 und 18) von den Drucktaschen 102 emittiert werden und enge Zwischenräume 75 zwischen Polflächen 34 und dem Band 52 durchlaufen. Dadurch wird ein Gleichgewicht zwischen magnetischen und hydrodynamischen Kräften erhalten, wodurch ein stabiler Schwebezustand des sich bewegenden, eisenhaltigen Gießbandes 52 in der Nähe der koplanaren Anordnung (glatten oder flachen Anordnung) 51 von Polflächen 34 erhalten wird, wie vorstehend für andere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde.
  • Die Tunnelkanäle 92 in den 4 und 4A weisen einen stromaufwärts ausgerichteten Abschnitt und einen stromabwärts ausgerichteten Abschnitt auf, aber ihre längeren Abschnitte sind stromaufwärts ausgerichtet. Wie in 16 dargestellt, sind es dagegen die Zwischentunnelkanäle 92A, den Kühlflüssigkeitsstrom 93 über eine wesentliche Strecke stromaufwärts über die Walzenspaltlinie 110 hinaus ausrichten. Diese Zwischentunnelkanäle 92A kommunizieren mit Tunnelkanälen 92 an einer Stelle, die ausreichend weit strom aufwärts von der Linie 110 angeordnet ist, so daß gepumpte Kühlflüssigkeit 93 entlang der gesamten effektiven Länge der Tunnelkanäle 92 stromabwärts strömt. Enden der Kanäle 92A und 92 sind durch Verschlüsse 94 verschlossen.
  • Durch in der Nähe der vorderen Enden 118 der Polflächen 34 angeordnete Ablenkdüsen 112 (in 16 ist nur eine dargestellt) und am strombwärtsseitigen Ende 120 der hydromagnetischen Kissenanordnung 51 angeordnete, hintere Ablenkdüsen 120 ("Zusatzschub"-Düsen) (in 16 ist nur eine dargestellt) werden stromabwärtsseitige Ausrichtungs-Kühlmittelströme 115 bzw. 135 bereitgestellt, die unter spitzen Winkeln zur Rückseite des Gießbandes 52 ausgerichtet sind, um die Kühlmittelfilmströme 114 (17 und 18), die von den Drucktaschen 102 ausgegeben worden sind und die Zwischenräume 75 zwischen den Polflächen 34 und der Rückseite des Bandes durchlaufen haben, kräftig stromabwärts abzulenken und stromabwärts vorwärtszutreiben.
  • In den in den 2 bis 6 und 11 bis 14 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung sind Magnete 32 zwischen den länglichen Polelementen 39 angeordnet. Außerdem ist, um eine weitreichende Anziehungskraft auf die Bänder auszuüben, der innere, von Nord (N') nach Süd (S') verlaufende Magnetflußweg jedes der fest positionierten Magnete in den 2 bis 6 und 13 und 14 bezüglich der Ebene der Gießbänder parallel und bezüglich der Seitenflächen dieser Polelemente 39 senkrecht ausgerichtet. Die Magnetdrehvorrichtung 145 in den 11 und 12 ist ebenfalls zwischen den Polelementen 39 angeordnet. In 11 ist die Magnetdrehvorrichtung 145 in ihrer "AUS"-Position dargestellt, in der der innere, von Nord (N') nach Süd (S') verlaufende Magnetflußweg ihrer Magnete 32 und auch des Rotors 147 senkrecht zur Ebene der Gießbänder und parallel zu den Seitenflächen der Polelemente 39 ausgerichtet ist. Wenn der Steuerungsarm 162 der Drehvor richtung 145 auf die "EIN"-Position 162' gedreht ist ( 11), wird der innere, von Nord (N') nach Süd (S') verlaufende Magnetflußweg der Magnete 32 und ihres Rotors 147 parallel zur Ebene des Gießbandes und senkrecht zu den Polelementen 39 ausgerichtet.
  • In 11 sind Brückenelemente 154 aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material dargestellt, die längliche, zylindrisch konkave Oberflächen 153 aufweisen, die dem länglichen, zylindrischen Rotor 147 der Magnetdrehvorrichtung 145 zugewandt und in dichtem Abstand davon angeordnet sind, um einen Magnetfluß zwischen dem auf die "EIN"-Position eingestellten Rotor und den beiden in der Nähe davon angeordneten Polelementen 39 zu übertragen.
  • In der in den 16 bis 19 dargestellten Ausführungsform sind modifizierte Magnetdrehvorrichtungen 145A (nur eine ist dargestellt) in ihren jeweiligen modifizierten länglichen Polelementen 39A angeordnet. Es wird noch einmal betont: jede modifizierte Magnetdrehvorrichtung 145A (16-19) ist, anders als die Magnetdrehvorrichtungen 145 (11 und 12), die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Polelementen 39 angeordnet sind, innerhalb eines zugeordneten modifizierten Polelements 39A angeordnet.
  • Damit die Magnetdrehvorrichtung 145A in einem modifizierten länglichen Polelement 39A aufgenommen werden kann, besteht jedes solche Polelement aus einem ersten und einem zweiten Teil 39A-1 und 39A-2, die jeweils eine längliche, zylindrisch konkave Oberfläche 153 (17 und 18) aufweisen, die dem länglichen zylindrischen Rotor 147 der Magnetdrehvorrichtung 145A zugewandt und dicht davon beabstandet ist.
  • Der erste (proximale) Polelementteil 39A-1 ist in der Nähe des Gießbandes 52 bzw. 50 angeordnet und so konfiguriert, daß er einen Tunnelkanal 92, Drosselkanäle 90, Druck taschen 102, Magnetpolflächen 34, Ablenkdüsen 112 und 120 und andere Merkmale aufweist, wie in den 16– 19 dargestellt ist.
  • Der zweite (distale) Polelementteil 39A-2 ist entfernt vom Gießband 52 bzw. 50 angeordnet und weist einen diagonalen Kanal 96, einen Zwischenkanal 92A und andere Merkmale auf, wie in den 16-19 dargestellt ist. Dieser zweite Polelementteil 39A-2 weist außerdem einen Stützabschnitt 176 (18) der Anordnung 51 auf. Der Stützabschnitt 176 überspannt in 18 mehrere zweite (distale) Polelementteile 39A-2 in Querrichtung und verbindet sie starr und stabil. Dieser Stützabschnitt 176 weist gemäß der Darstellung mehrere längliche, zylindrisch gekrümmte, in dichtem Abstand voneinander angeordnete Flächen 153 auf, wobei jeweilige Rotoren 147 in den jeweiligen modifizierten Polelementen 39A angeordnet sind. Der Stützabschnitt 176 kann gegebenenfalls so bearbeitet werden, daß er eine große Anzahl der distalen Polelementteile 39A-2 in Querrichtung überspannt und miteinander verbindet. Er kann sich in Abhängigkeit von den Fertigungsverfahren gegebenenfalls über die volle Breite des Bandes in Querrichtung erstrecken. Alternativ können mehrere schmalere Stützabschnitte 176 so hergestellt werden, daß sie nebeneinander angeordnet sind und sich in Querrichtung über die volle Breite des Bandes erstrecken.
  • Um die gesamte Anordnung 51 in der Maschine zu montieren und zu halten, wird ein Querträger 180 (16 und 19) am Stützabschnitt 176 befestigt (oder wird an mehreren nebeneinander angeordneten, schmaleren Stützabschnitten 176 befestigt).
  • Wie in den 16 und 19 durch eine diagonale, gestrichelte Linie 178 dargestellt ist, ist der Stützabschnitt 176 geschlitzt, um eine in 17 durch Luftspalten 129 dargestellte Aussparung für Walzenrippen 128 bereitzustel len. Diese durch das Bezugszeichen 178 dargestellten Schlitze haben jeweils eine Breite von zwei Luftspalten 129 ( 17) plus die Breite einer Rippe 128 und bilden daher mehrere sich stromaufwärts erstreckende distale Polelementteile 39A-2 (16, 17 und 19). Um einen Zwischenraum für den Kern der Walze 60 bereitzustellen, ist die Oberfläche jedes distalen Polteils 39A-2 diagonal bearbeitet, wie durch ein Bezugszeichen 180 dargestellt ist.
  • Zum Sichern der proximalen Polelementteile 39A-1 am Stützabschnitt 176 sind an beiden Seiten der Polelementteile 39A-1 sich in Längsrichtung erstreckende Schultern 182 ausgebildet. Sich in Längsrichtung erstreckende, nichtmagnetische Klemmstangen 184, z. B. aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl, die angepaßt an die Schultern 182 zweier benachbarter proximaler Polelementteile 39A-1 am Stützabschnitt 176 montiert sind, sind durch nichtmagnetische Metall- oder Maschinenschrauben 186 befestigt, die in einen Sockel 187 im Stützabschnitt 176 eingeschraubt sind. Die Breite der Klemmstangen 184 ist zum exakten Positionieren der proximalen Polelementteile 39A-1 in einer beabstandeten parallelen Beziehung geeignet. Außerdem ist die Länge der Metall- oder Maschinenschrauben 186 derart, daß ihre Enden an den Enden der Sockel 187 anliegen werden, wenn die zylindrisch gekrümmten Flächen 153 der proximalen Polelementteile 39A-1 von den Rotoren 147 jeweiliger Magnetdrehvorrichtungen 145A geeignet eng beabstandet sind.
  • Gemäß 16 ist ersichtlich, daß ein Ansatzabschnit 39n-1 des proximalen Polelementteils 39A-1 über die zylindrisch gekrümmte Fläche 153 dieses proximalen Polelementteils hervorsteht. Dieser Ansatzabschnitt 39n-1 liegt oben am distalen Polelementteil 39A-2 am Ansatzabschnitt 39n-2 an und enthält einen Verbindungskanal 92-1, durch den eine Kommunikation zwischen dem Zwischenkanal 92A und dem Tunnelka nal 92 bereitgestellt wird. Außerdem trägt dieser Ansatzabschnitt 39n-1 dazu bei, die distalen und proximalen Polelementteile 39A-2 und 39A-1 mit Hilfe der Metall- oder Maschinenschraube 188 aneinander zu sichern, die sich durch einen Ansatz 39n-2 des distalen Polelementteils 39A-2 erstreckt und in einen Sockel 189 im Ansatzabschnitt 39n-1 geschraubt wird.
  • Nachstehend werden die Konstruktion und die Funktion der modifizierten Magnetdrehvorrichtungen 145A (es ist nur eine dargestellt) beschrieben. Die Magnete 32 sind in jedem Rotor 147 einer Magnetdrehvorrichtung 145A in mehreren Reihen 177 angeordnet (16 und 19). Beispielsweise zeigt 16 einen Rotor mit drei Magnetreihen 177-1, 177-2 und 177-3. Zwei der axial ausgerichteten Magnetreihen 177-2 und 177-3 weisen jeweils drei Magnete auf. Der dargestellte Rotor weist eine dritte, am weitesten stromaufwärts angeordnete Reihe 177-1 mit vier Magneten auf. Die letztgenannte Reihe 177-1 erstreckt sich stromaufwärts zur Walzenspaltlinie 110.
  • Die dargestellten Magnete 32 (17 und 18) sind so geformt, daß sie ein Paar parallele, flache Seiten mit einem Paar parallelen Keilnuten 190 (eine an jeder Seite) aufweisen. Diese Keilnuten 190 erstrecken sich in Längsrichtung des länglichen, zylindrischen Rotors 147, d. h., sie erstrecken sich parallel zur Rotordrehachse. Die Magnete in jeder Reihe 177-1, 177-2 und 177-3 sind zwischen einem Paar paralleler, nichtmagnetischer, länglicher Seitenpaßstücke 146 aufgenommen, die ein geteiltes Gehäuse für die Magnete bilden. Die Innenflächen dieser Seitenpaßstücke 146 sind den Seiten der Magnete in einer Reihe angepaßt. Jedes Paßstück weist eine längliche Rippe (Keil) auf, die davon radial nach innen hervorsteht und mit den ausgerichteten Keilnuten 190 der Magnete in der Reihe in Eingriff steht.
  • Die Umfangsflächen der Seitenpaßstücke 146 und die Umfangsflächen der Magnetpole N' und S' sind so geformt, daß sie eine kreiszylindrische Außenfläche für den Rotor bilden, die von den konkaven zylindrischen Flächen 153 der proximalen und distalen Polteile 39A-1 und 39A-2 dicht beabstandet ist.
  • Wie in 17 und 18 an der rechten Seite dargestellt ist, sind die Enden der Seitenpaßstücke 146 durch Metall- oder Maschinenschrauben 191 an jeweiligen Hälften von Endpaßstücken 192 befestigt. Wie in 19 am deutlichsten zu sehen ist, weisen die Endpaßstücke der Zwischenreihe 177-2 Sockel 193 auf, die bezüglich der Achse des Rotors 147 konzentrisch angeordnet sind. Achszapfen 194 stehen von den Endpaßstücken der stromaufwärtsseitigen und der stromabwärtsseitigen Reihe 177-1 bzw. 177-3 axial hervor, und ihre Enden passen in Sockel 193 und sind durch Bolzen oder Stifte 195 in diesen Sockeln 193 gesichert. Die Achszapfen 194 werden durch durch Gehäuse 196 aufgenommene Buchsen 195 drehbar gehalten.
  • Ein stromaufwärtsseitiger Achszapfen 194 am stromaufwärtsseitigen Endpaßstück der ersten Reihe 177-1 ist in einer Buchse aufgenommen, die durch ein Gehäuse 197 gehalten wird, das durch eine Metall- oder Maschinenschraube 198 am distalen Polteil 39A-2 gesichert ist. Ein stromabwärtsseitiger Achszapfen 194 steht axial durch eine Buchse 196 hervor, die durch eine Stütze 199 gehalten wird, die durch eine Metall- oder Maschinenschraube 198 am distalen Polelementteil 39A-2 gesichert ist.
  • Um zu ermöglichen, daß das eisenhaltige Gießband 52 entfernt und ersetzt werden kann, wird jede Magnetdrehvorrichtung 145A von ihrer in den 16-19 dargestellten "EIN"-Position um 90° um die Achse des Rotors 147 auf eine "AUS"-Position gedreht, in der ihre Magnetpole N' und S' parallel zum Band ausgerichtet sind, d. h. Pole N' und N' gleicher Polarität und Pole S' und S' gleicher Polarität werden zueinander hin gedreht, wodurch die Anziehungskraft zwischen den Polflächen 34 und dem Band 52 wesentlich reduziert wird. Ein Stellhebelarm 162 (16) ist an dem axial hervorstehenden stromabwärtsseitigen Achszapfen 194 jeder Magnetdrehvorrichtung 145A in der Anordnung 51 angeordnet. Eine gemeinsame Betätigungsstange 201 ist durch eine Drehverbindung 203 am Ende jedes Stellhebelarms 162 in der gesamten Anordnung befestigt. Dadurch werden alle Magnetreihen in der gesamten Anordnung 51 durch Bewegen der gemeinsamen Betätigungsstange 201 gleichzeitig auf ihre "EIN"- oder "AUS"-Positionen gedreht.
  • Obwohl hierin spezifische, gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich dargestellt worden sind, dienen diese Beispiele lediglich zur Erläuterung der Erfindung. Durch die vorliegende Beschreibung soll der Schutzumfang der Erfindung nicht eingeschränkt werden, sondern die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können innerhalb des in den folgenden Patentansprüchen definierten Schutzumfangs der Erfindung im Detail durch den Fachmann auf dem Gebiet des Stranggießens geändert werden, oder es können äquivalente permanentmagnetische Materialien verwendet werden, um die Vorrichtungen und Verfahren anzupassen, um ein umlaufendes, endloses, flexibles, wärmeleitendes Gießband, das weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und in einer Stranggußmaschine betrieben wird, während des Stranggießens von Metall flach und geeignet glatt zu halten, so daß es zur Verwendung in verschiedenen speziellen Band-Stranggießmaschinen oder verschiedenen Band-Gießmaschinen unter verschiedenen Montagebedingungen geeignet ist.

Claims (62)

  1. Verfahren zum Stabilisieren und Kühlen eines endlosen, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes, das ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und sich entlang eines Formhohlraums bewegt, in dem geschmolzenes Metall gegossen wird, wobei das Gießband eine dem Formhohlraum zugewandte Vorderseite und eine vom Formhohlraum abgewandte Rückseite aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ausüben einer weitreichenden magnetischen Anziehungskraft durch eine Anordnung weichmagnetischer, ferromagnetischer Polelemente mit Polflächen, die in einer koplanaren Anordnung angeordnet und der Rückseite des Gießbandes zugewandt sind, auf das Gießband durch Magnetisieren der Polelemente, indem Permanentmagnete in magnetischer Zuordnung zu den Polelementen positioniert werden, wobei die Permanentmagnete in der Lage sind, eine ausreichende weitreichende magnetische Anziehungskraft auf das Gießband auszuüben, um das Gießband geeignet zu stabilisieren; und gleichzeitiges Zuführen mehrerer Ströme einer gepumptem in der Nähe der Polflächen austretenden Kühlflüssigkeit zur Rückseite des Gießbandes, wobei die Ströme das Gießband, das durch Zwischenräume von den Polflächen beabstandet ist, in einem Schwebezustand halten und die Ströme sich durch die Zwischenräume zwischen der Rückseite des Gießbandes und den Polflächen bewegen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Schritt zum konstanten Drosseln der mehreren Ströme der gepumpten Kühlflüssigkeit, bevor sie der Rückseite des Gießbandes zugeführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Schritt zum Ausrichten eines im wesentlichen in einer Richtung fließenden Kühlflüssigkeitsstroms entlang der Rückseite des Gießbandes durch Zwischenräume zwischen den Polelementen, um Kühlflüssigkeit, die durch die Zwischenräume geströmt ist, von der Rückseite weg abzulenken.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Schritt zum Magnetisieren der Polelemente unter Verwendung von Permanentmagneten, um Polflächen mit alternierenden Nord- und Südpolaritäten in der koplanaren Anordnung bereitzustellen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 mit den Schritten: Zuführen einer gepumpten Kühlflüssigkeit zu Drucktaschen, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt und in der Nähe der Polflächen angeordnet sind; und Drosseln der gepumpten Kühlflüssigkeit, bevor die gepumpte Kühlflüssigkeit den Drucktaschen zugeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 mit den Schritten: Zuführen gepumpter Kühlflüssigkeit zu Drucktaschen, die von den Polflächen umrandet sind; und individuelles, konstantes Drosseln gepumpter Kühlflüssigkeit, bevor die Kühlflüssigkeit jeder Drucktasche zugeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Schritt zum Zuführen gepumpter Kühlflüssigkeit, die geeignet unter Druck gesetzt ist, bevor die mehreren Ströme konstant gedrosselt werden, um das Gießband durch Zwischenräume beabstandet von den Polflächen im Schwebezustand zu halten.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Magnet eine mittlere differentielle Entmagnetisierungspermeabilität aufweist, die nicht größer ist als etwa 4 ΔGauß pro ΔOersted.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei mindestens ein Magnet eine Remanenz von mindestens etwa 8000 Gauß aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Magnet eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität aufweist, die nicht größer ist als etwa 2,5 ΔGauß pro ΔOersted.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei mindestens ein Magnet eine Remanenz von mindestens etwa 10000 Gauß aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Magnet eine Remanenz von mindestens etwa 10000 Gauß und eine mittlere differentielle Entmagnetisierungspermeabilität aufweist, die nicht größer ist als etwa 1,2 ΔGauß pro ΔOersted.
  13. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Schritt zum Ermöglichen, daß das Gießband durch Ablenken eines ausreichenden Magnetflusses vom Gießband weg geeignet vom Formhohlraum entfernt werden kann.
  14. Verfahren nach Anspruch 1 mit den Schritten: Zuführen einer unter Druck stehenden gepumpten Kühlflüssigkeit zum Erzeugen der Ströme der gepumpten Kühlflüssigkeit, bevor geschmolzenes Metall in den Formhohlraum eingeleitet wird; Unterbrechen der Zufuhr des geschmolzenen Metalls, bevor die Zufuhr der gepumpten Kühlflüssigkeit unterbrochen wird, bevor das Gießband vom Formhohlraum entfernt wird; und automatisches selektives Ablenken des Magnetflusses zum Gießband hin und vom Gießband weg unter Ausnutzung des Drucks der gepumpten Kühlflüssigkeit zum Ableiten des Magnetflusses zum Gießband hin und Ausnutzung des Nichtvorhandenseins des Drucks zum Ableiten des Magnetflusses vom Gießband weg, um zu ermöglichen, daß das Gießband geeignet vom Formhohlraum entfernt werden kann.
  15. Verfahren zum Stabilisieren und Kühlen eines endlosen, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes, das ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und sich entlang eines Formhohlraums bewegt, in dem geschmolzenes Metall gegossen wird, wobei das Gießband eine dem Formhohlraum zugewandte Vorderseite und eine vom Formhohlraum abgewandte Rückseite aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Positionieren der Rückseite des Gießbandes in der Nähe einer Anordnung weichmagnetischer, ferromagnetischer Polelemente mit Polflächen, die in einer koplanaren Anordnung angeordnet und der Rückseite des Gießbandes zugewandt sind; Magnetisieren der Polelemente durch Positionieren von Permanentmagneten in magnetischer Zuordnung zu Paaren der Polelemente, um Polflächen mit alternierenden Nord- und Südpolaritäten in der koplanaren Anordnung bereitzustellen, um eine ausreichende weitreichende magnetische Anziehungskraft durch die Polelemente bereitzustellen und dadurch das Gießband in einem flachen Zustand zu stabilisieren; und Veranlassen, daß das Band gleichzeitig von den Polflächen weg beabstandet gehalten wird, indem Kühlflüssigkeitsströme in die von den Polflächen umrandeten Drucktaschen gepumpt werden, um die Kühlflüssigkeitsströme der Rückseite des Gießbandes zuzuführen, wobei Kühlflüssigkeit von den Drucktaschen entweicht und sich durch die Zwischenräume zwischen der Rückseite des Gießbandes und den Polflächen bewegt.
  16. Vorrichtung zum Stabilisieren und Kühlen eines endlosen, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes, das ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und sich entlang eines Formhohlraums bewegt, in dem geschmolzenes Metall gegossen wird, wobei das Gießband eine dem Formhohlraum zugewandte Vorderseite und eine vom Formhohlraum abgewandte Rückseite aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: mehrere hydromagnetische Vorrichtungen; wobei jede hydromagnetische Vorrichtung ein Polelement aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material mit einer Polfläche aufweist; wobei die Polflächen in einer koplanaren Anordnung angeordnet sind, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt positionierbar ist; wobei jede hydromagnetische Vorrichtung mindestens eine Drucktasche, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt und in der Nähe der Polfläche positionierbar ist, und einen Kanal zum Zuführen einer gepumpten Kühlflüssigkeit zur Drucktasche aufweist; mehrere Permanentmagnete, wobei mindestens einer der Magnete jedem der Polelemente magnetisch zugeordnet ist, um die Polelemente so zu magnetisieren, daß ihre Polflächen in der Anordnung alternierende Nord- und Südpolaritäten aufweisen; und wobei durch die Magnete eine ausreichende weitreichende Anziehungskraft auf das Gießband zu den Polflächen hin ausgeübt wird, um das Gießband in einem flachen Zustand geeignet zu stabilisieren, während es auf der durch die Drucktaschen ausgegebenen und für eine Strömung durch die Zwischenräume zwischen der Rückseite des Gießbandes und den Polflächen zur Verfügung stehenden gepumpten Kühlmittelflüssigkeit schwebend gehalten wird.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei mehrere Ausrichtungsdüsen eine Kühlmittelflüssigkeitsströmung mit einem ausreichenden Impuls im wesentlichen in eine Richtung entlang der Rückseite eines Gießbandes erzeugen, um zu veranlassen, daß Kühlflüssigkeit, die durch Zwischenräume zwischen der Rückseite des Gießbandes und den Polflächen geströmt ist, von der Rückseite des Gießbandes weg beabstandet gehalten wird.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei jede hydromagnetische Vorrichtung mehrere Drucktaschen aufweist, die der Rückseite eines Gießbandes zugewandt positionierbar sind, wobei die Drucktaschen in der Nähe einer Polfläche angeordnet sind, und wobei die hydromagnetische Vorrichtung mehrere dieser Kanäle zum Drosseln von den einzelnen Drucktaschen zugeführten Strömen gepumpter Kühlflüssigkeit aufweist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Polelemente länglich ausgebildet und parallel und beabstandet angeordnet sind, um eine koplanare Anordnung beabstandeter, paralleler, länglicher Polflächen zu bilden; wobei jedes Polelement mehrere Drucktaschen aufweist, die entlang des länglichen Polelements an beabstandeten Positionen angeordnet sind, wobei jede Drucktasche von einem entsprechenden Abschnitt der Polfläche des Polelements umrandet ist, in dem die Drucktasche angeordnet ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Ausrichtungsdüsen die im wesentlichen in eine Richtung ausgerichtete Kühlmittelflüssigkeitsströmung durch längliche Zwischenräume zwischen länglichen Polelementen ausrichten.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 16 mit: einer zwischen einer "EIN"- und einer "AUS"-Position beweglichen Magnetflußablenkeinrichtung; wobei in der "EIN"-Position die ausreichende weitreichende magnetische Anziehungskraft zu den Polflächen hin bereitgestellt werden kann; und in der "AUS"-Position die magnetische Anziehungskraft zu den Polflächen hin reduziert ist, um zu ermöglichen, daß das Gießband geeignet vom Formhohlraum weg entfernt werden kann.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21 mit: einem auf Druck ansprechenden Mechanismus, der auf das Vorhandensein eines Drucks der gepumpten Kühlflüssigkeit anspricht, um die Magnetflußablenkvorrichtung zur "EIN"-Position zu bewegen, und auf das Nichtvorhandensein eines Drucks der gepumpten Kühlflüssigkeit anspricht, um die Magnetflußablenkeinrichtung zur "AUS"-Position zu bewegen.
  23. Verfahren zum Stabilisieren und Kühlen eines endlosen, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes, das ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und sich entlang eines Formhohlraums bewegt, in dem geschmolzenes Metall gegossen wird, wobei das Gießband eine dem Formhohlraum zugewandte Vorderseite und eine vom Formhohlraum abgewandte Rückseite aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ausüben einer Anziehungskraft auf das sich bewegende Band durch eine weitreichende magnetische Anziehungskraft zu einer koplanaren Anordnung von Polflächen hin, die der Rückseite des sich bewegenden Bandes zugewandt sind und alternierende magnetische Nord- und Südpolaritäten auf Polelementen aus einem weichmagnetischen, ferroelektrischen Material aufweisen, das durch Positionieren von Permanentmagneten in einer magnetischen Zuordnung zu den Polelementen magnetisiert wird, wobei die Permanentmagnete in der Lage sind, eine ausreichende weitreichende magnetische Anziehungskraft zum Stabilisieren des Bandes in einem flachen Zustand bereitzustellen; und gleichzeitiges Anheben des Bandes in einen schwebenden Zustand beabstandet von den Polflächen, indem gedrosselte gepumpte Kühlflüssigkeit aus den Polflächen benachbarten Düsen abgegeben und durch Zwischenräume zwischen der Rückseite des angehobenen bewegten Bandes und den Polflächen geleitet wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 23 mit dem Schritt zum Ausgeben einer gedrosselten gepumpten Kühlflüssigkeit durch mehrere der Rückseite des Bandes zugewandte Düsen in jedem Polelement.
  25. Verfahren nach Anspruch 24 mit den Schritten: Bereitstellen länglicher Polelemente, die jeweils eine längliche Polfläche aufweisen; Positionieren der länglichen Polelemente in einer beabstandeten parallelen Beziehung, so daß längliche Zwischenräume zwischen benachbarten Polelementen definiert werden, die in einem Abstand von etwa 1,91 cm (3/4 Zoll) bis etwa 5,08 cm (2 Zoll) voneinander beabstandet sind.
  26. Verfahren nach Anspruch 25 mit dem Schritt zum Zuführen individuell gedrosselter gepumpter Kühlflüssigkeit durch jeweilige individuelle Düsen, die entlang jedes Polelements in Längsrichtung beabstandet angeordnet sind, wobei jede Düse von einem Abschnitt einer länglichen Polfläche umrandet ist.
  27. Verfahren zum Stabilisieren und Kühlen eines endlosen, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes, das ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und sich entlang eines Formhohlraums bewegt, in dem geschmolzenes Metall gegossen wird, wobei das Gießband eine dem Formhohlraum zugewandte Vorderseite und eine vom Formhohlraum abgewandte Rückseite aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen mehrerer länglicher, weichmagnetischer, ferromagnetischer Polelemente, die jeweils eine längliche Polfläche aufweisen; Positionieren der Polelemente in beabstandeter paralleler Beziehung, so daß längliche Zwischenräume zwischen benachbarten Polelementen definiert werden, deren längliche Polflächen in einer koplanaren Anordnung angeordnet sind; Bereitstellen mehrerer weitreichender Permanentmagnete, die jeweils magnetische Nord- und Südpole aufweisen; Magnetisieren der Polelemente durch die Magnete, die mit ihren jeweiligen magnetischen Nord- und Südpolen in magnetischer Zuordnung zu alternierenden Polelementen angeordnet werden, um auf aufeinanderfolgenden Polflächen der Anordnung alternierende Nord- und Südpolaritäten zu erzeugen; Ausüben einer weitreichenden magnetischen Anziehungskraft auf das Gießband durch die koplanare Anordnung von Polflächen der der Rückseite des Gießbandes zugewandten magnetisierten Polelemente; und Halten des Gießbandes in einem schwebenden Zustand beabstandet von den Polflächen, indem der Rückseite des Gießbandes mehrere Ströme gedrosselter gepumpter Kühlflüssigkeit zugeführt werden, die in der Nähe der Polflächen ausgegeben wird und durch Zwischenräume zwischen der Rückseite des Gießbandes und den Polflächen strömt.
  28. Verfahren nach Anspruch 27 mit dem Schritt zum Positionieren der länglichen Polelemente in beabstandeter par alleler Beziehung, so daß längliche Zwischenräume zwischen benachbarten Polelementen definiert werden, wobei die Polelemente in einem Abstand von etwa 1,91 cm (3/4 Zoll) bis etwa 5,08 cm (2 Zoll) voneinander beabstandet sind.
  29. Verfahren nach Anspruch 28 mit dem Schritt zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit, die die Rückseite des Bandes in den länglichen Zwischenräumen zwischen benachbarten Polelementen überstreicht.
  30. Verfahren nach Anspruch 28 mit den Schritten: Anordnen mindestens eines der Permanentmagnete in jedem der länglichen Zwischenräume zwischen aufeinanderfolgenden, beabstandeten, parallelen, länglichen Polelementen; und Anordnen der Permanentmagnete in den länglichen Zwischenräumen, wobei Paare von Permanentmagnetpolen der gleichen Polarität entgegengesetzten Seiten jedes Polelements zugewandt sind.
  31. Verfahren nach Anspruch 30 mit dem Schritt zum Positionieren mehrerer Nord- (N') und Süd- (S') Polflächen weitreichender Permanentmagnete in der Nähe der Seiten benachbarter Polelemente.
  32. Verfahren nach Anspruch 30 mit den Schritten: Anordnen mehrerer weitreichender Permanentmagnete entlang jedes länglichen Zwischenraums; und Ausrichten der Polaritäten der Permanentmagnete in jedem länglichen Zwischenraum in die gleiche Richtung.
  33. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die weitreichenden Permanentmagnete eine Remanenz von mindestens etwa 8000 Gauß und eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität von höchstens etwa 4 ΔGauß pro ΔOersted aufweisen.
  34. Verfahren nach Anspruch 33 mit dem Schritt zum Ablenken des Magnetflusses vom Gießband weg, um zu ermöglichen, daß das Gießband geeignet vom Formhohlraum entfernt werden kann.
  35. Vorrichtung zum Stabilisieren und Kühlen eines endlosen, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes, das ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und sich entlang eines Formhohlraums bewegt, in dem geschmolzenes Metall gegossen wird, wobei das Gießband eine dem Formhohlraum zugewandte Vorderseite und eine vom Formhohlraum abgewandte Rückseite aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: beabstandete, parallele, längliche, weichmagnetische, ferromagnetische Polelemente; wobei jedes Polelement eine längliche Polfläche aufweist, die sich in Längsrichtung entlang des Polelements erstreckt; wobei die Polflächen der Polelemente in einer koplanaren Anordnung von Polflächen angeordnet sind, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt sind; wobei jedes Polelement mehrere Düsen in seiner länglichen Polfläche aufweist; wobei die Düsen entlang der Polfläche an beabstandeten Positionen angeordnet sind; wobei in jedem Polelement ein Zufuhrkanal zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit zu den Düsen ausgebildet ist; und mehrere weitreichende Permanentmagnete, die mit ihren jeweiligen magnetischen Nord- und Südpolen in magnetischer Zuordnung zu alternierenden Polelementen angeordnet sind, um die Polelemente zu magnetisieren und eine Anordnung von Polflächen mit alternierenden magnetischen Nord- und Südpolaritäten zu bilden und das Gießband durch eine weitreichende magnetische Anziehungskraft zu den Polflächen hin anzuziehen.
  36. Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei das Gießband sich am Eingang zum Formhohlraum teilweise um eine mit Rippen versehene Walze bewegt; wobei die mit Rippen versehene Walze nichtmagnetisch ist und nichtmagnetische Rippen aufweist; und wobei die länglichen Polelemente längliche, schmale Ansatzabschnitte aufweisen, die bezüglich der Bewegungsrichtung des Gießbandes stromaufwärts hervorstehen und in zwischen benachbarten Rippen angeordnete Nuten in der mit Rippen versehenen Walze passen.
  37. Vorrichtung nach Anspruch 36, wobei Ansatzabschnitte der länglichen Polelemente stromaufwärts über einen Spaltbereich hinaus in den Eintritt zum Formhohlraum hervorstehen, wo das Gießband sich vom Kontakt mit den Rippen trennt.
  38. Vorrichtung nach Anspruch 36, wobei jeder Ansatzabschnitt eine Ausrichtungsdüse aufweist, die bezüglich der Bewegungsrichtung des Gießbandes stromabwärts ausgerichtet ist, wobei die Ausrichtungsdüsen unter einem spitzen Winkel zur Rückseite des Gießbandes hin angeordnet sind, um einen Kühlflüssigkeitsstrom entlang der Rückseite des Gießbandes zwischen den länglichen Polelementen auszurichten.
  39. Vorrichtung nach Anspruch 38, wobei die Ausrichtungsdüsen stromaufwärts jenseits eines Spaltbereichs im Eintritt zum Formhohlraum angeordnet sind, wo das Gießband sich vom Kontakt mit den Rippen trennt.
  40. Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei die weitreichenden Permanentmagnete eine Remanenz von mindestens etwa 8000 Gauß und eine mittlere differentielle Entmagnetisierungspermeabilität von höchstens etwa 4 ΔGauß pro ΔOersted aufweisen.
  41. Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei jede Düse eine Drucktasche aufweist, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt und durch einen Abschnitt der Polfläche des Polelements umrandet ist, in dem die Düse angeordnet ist; und jede Düse einen Drosselkanal aufweist, über den eine Kühlflüssigkeit vom Zufuhrkanal in die Drucktasche geleitet wird.
  42. Vorrichtung nach Anspruch 40 mit: einer zwischen einer "EIN"- und einer "AUS"-Position beweglichen Magnetflußablenkeinrichtung; wobei in der "EIN"-Position die ausreichende weitreichende magnetische Anziehungskraft zu den Polflächen hin bereitgestellt werden kann, um das Gießband gegen thermische Störungen geeignet zu stabilisieren; und in der "AUS"-Position die magnetische Anziehungskraft zu den Polflächen hin reduziert ist, so daß das Gießband geeignet vom Formhohlraum weg entfernt werden kann.
  43. Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei ein bezüglich der Bewegungsrichtung des Gießbandes stromabwärts angeordnetes Ende jedes länglichen Polelements eine Ausrichtungsdüse aufweist, die stromabwärts zur Rückseite des Gießbandes hin ausgerichtet ist, um einen Kühlflüssigkeitsstrom entlang der Rückseite des Gießbandes stromabwärts auszurichten.
  44. Vorrichtung nach Anspruch 41, wobei ein Drosselkanal zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit vom Zufuhrkanal in die stromabwärts angeordnete Drucktasche, die am nächsten zu einem stromsabwärtsseitigen Ende jedes länglichen Polelements angeordnet ist, eine größere Querschnittsfläche aufweist als andere Drosselkanäle im Polelement, über die anderen Drucktaschen im Polelement Kühlflüssigkeit zugeführt wird; und die stromabwärtsseitig angeordnete Drucktasche sich stromabwärts gerichtet öffnet, um eine stromabwärts gerichtete Ausrichtungsdüse zum Erzeugen eines Kühlflüssigkeitsstroms entlang der Rückseite des Gießbandes zu bilden.
  45. Vorrichtung nach Anspruch 44, wobei das stromabwärtsseitige Ende jedes Polelements eine vorspringende Fläche aufweist, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt ist und zur Rückseite des Gießbandes hin stromabwärts gerichtet konvergent verläuft; und die stromabwärtsseitige Drucktasche sich stromabwärts gerichtet öffnet, wobei die Seitenwände stromabwärts gerichtet divergieren und die vorspringende Fläche überspannen.
  46. Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei das Gießband sich teilweise um eine Walze bewegt, die um eine Achse drehbar ist und mehrere kreisförmige Rippen mit dem gleichen Durchmesser aufweist, die entlang der Walze axial beabstandet sind und von der Walze radial hervorstehen, wobei zwischen benachbarten Rippen Nuten definiert sind; wobei die Walze nichtmagnetisch ist; die kreisförmigen Rippen aus weichmagnetischem, ferromagnetischem Material hergestellt sind; und jedes längliche Polelement einen länglichen, schmalen, vorspringenden Ansatzabschnitt aufweist, der bezüglich der Bewegungsrichtung des Gießbandes stromaufwärts hervorsteht und in eine Nut zwischen benachbarten Rippen paßt.
  47. Stranggußmaschine, in der mindestens ein sich bewegendes, endloses, flexibles, dünnes, wärmeleitendes Gießband verwendet wird, das ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und sich entlang eines sich bewegenden Formhohlraums bewegt, wobei das Gießband eine dem Formhohlraum, in dem geschmolzenes Metall gegossen wird, zugewandte Vorderseite und eine Rückseite zum Kühlen des Gießbandes aufweist, wobei die Stranggußmaschine ferner eine Vorrichtung zum Stabilisieren und Kühlen des sich bewegenden Bandes aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Anordnung aus beabstandeten, parallelen, Hydrokissenvorrichtungen; wobei jede der Hydrokissenvorrichtungen ein längliches Element mit einer sich entlang des Elements erstreckenden länglichen Fläche aufweist; wobei die länglichen Flächen der Elemente in einer beabstandeten, parallelen, koplanaren Anordnung länglicher Flächen angeordnet sind, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt sind; jedes längliche Element mehrere Düsen in seiner länglichen Fläche aufweist; die Düsen an beabstandeten Positionen entlang der länglichen Fläche angeordnet sind; in jedem länglichen Element ein sich entlang des Elements erstreckender Zufuhrkanal zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit zu den Düsen ausgebildet ist; jede Düse einen der Rückseite des Gießbandes zugewandten und von einem Abschnitt der Fläche umrandeten Auslaß aufweist; und jedes Element Drosselkanäle zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit vom Zufuhrkanal zum Auslaß aufweist.
  48. Vorrichtung nach Anspruch 47, wobei: die Hydrokissenvorrichtungen magnetische Hydrokissenvorrichtungen sind; die länglichen Elemente aus einem weichmagnetischen, ferromagnetischen Material hergestellt sind; die länglichen Flächen längliche Polflächen sind; mehrere weitreichende Permanentmagnete, die mit ihren jeweiligen magnetischen Nord- und Südpolen in magnetischer Zuordnung zu alternierenden länglichen Elementen in der Anordnung positioniert sind, die länglichen Elemente magnetisieren, um eine Anordnung von länglichen Polflächen mit alternierenden magnetischen Nord- und Südpolaritäten zu bilden und das Gießband durch eine weitreichende magnetische Anziehungskraft zu den länglichen Polflächen hin anzuziehen; die weitreichenden Permanentmagnete eine Remanenz von mindestens etwa 8000 Gauß aufweisen; und die weitreichenden Permanentmagnete eine differentielle Mittelpunkt-Entmagnetisierungspermeabilität aufweisen, die nicht größer ist als etwa 4 ΔGauß pro ΔOersted.
  49. Vorrichtung nach Anspruch 47, wobei ein elastischer Halterungsmechanismus die Anordnung von Hydrokissenvorrichtungen für eine elastische oder Ausgleichsbewegung zum Formhohlraum hin und vom Formhohlraum weg elastisch hält.
  50. Vorrichtung nach Anspruch 48, wobei: mindestens ein weitreichender Permanentmagnet in einem länglichen Zwischenraum zwischen benachbarten länglichen Elementen angeordnet ist; die Magnete so ausgerichtet sind, daß ihre jeweiligen magnetischen Nord- und Südpole Seiten benachbarter länglicher Elemente zugewandt sind; und jeweilige Magnetpole der länglichen Elemente mit der gleichen Polarität entgegengesetzten Seiten des länglichen Elements zugewandt sind, um die länglichen Elemente zu magnetisieren und eine Anordnung länglicher Polflächen mit alternierenden magnetischen Nord- und Südpolaritäten bereitzustellen.
  51. Vorrichtung nach Anspruch 48, ferner mit: einer Anordnung beabstandeter, paralleler Hydrokissenvorrichtungen; wobei jede der Hydrokissenvorrichtungen ein längliches Element mit einer länglichen Kissenfläche aufweist, die sich entlang des länglichen Elements in Längsrichtung erstreckt; wobei die länglichen Kissenflächen in einer beabstandeten, parallelen, koplanaren Anordnung aus länglichen Kissenflächen angeordnet sind, die der Rückseite des Gießbandes zugewandt sind; jedes längliche Element mehrere Düsen in seiner länglichen Kissenfläche aufweist; die Düsen an beabstandeten Positionen entlang der länglichen Kissenfläche angeordnet sind; in jedem länglichen Element ein Zufuhrkanal zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit zu den Düsen ausgebildet ist; jede Düse einen der Rückseite des Gießbandes zugewandten und von einem Abschnitt der Kissenfläche umrandeten Auslaß aufweist; die Elemente Drosselkanäle zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit vom Zufuhrkanal zu den Auslässen aufweisen; die Drosselkanäle in den Hydrokissenvorrichtungen eine größere Querschnittsfläche aufweisen als Drosselkanäle in den magnetischen Hydrokissenvorrichtungen; und die Anordnung von Hydrokissenvorrichtungen bezüglich der Bewegungsrichtung des sich bewegenden Gießbandes stromabwärts von der Anordnung magnetischer Hydrokissenvorrichtungen angeordnet ist.
  52. Vorrichtung nach Anspruch 51, wobei: die länglichen Elemente der Hydrokissenvorrichtungen sich von den Polelementen der magnetischen Hydrokissenvorrichtungen stromabwärts erstrecken; und die weitreichenden Permanentmagnete nur in den magnetischen Hydrokissenvorrichtungen angeordnet sind.
  53. Verfahren zum Stabilisieren und Kühlen eines endlosen, flexiblen, dünnen, wärmeleitenden Gießbandes, das ein weichmagnetisches, ferromagnetisches Material enthält und sich entlang eines Formhohlraums bewegt, in dem geschmolzenes Metall gegossen wird, wobei das Gießband eine dem Formhohlraum zugewandte Vorderseite und eine vom Formhohlraum abgewandte Rückseite aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen mehrerer weitreichender magnetischer Kreise; wobei jeder magnetische Kreis einen Abschnitt aufweist, der innerhalb des Gießbandes angeordnet ist und sich entlang eines Weges im Gießband erstreckt, der zwischen der Vorder- und der Rückseite des Gießbandes angeordnet ist und sich allgemein parallel zur Vorder- und zur Rückseite erstreckt; wobei jeder magnetische Kreis außerdem einen Abschnitt aufweist, der sich allgemein in einem U-förmigen Muster erstreckt, wobei die Schenkelabschnitte des U-förmigen Musters sich zur Rückseite des Gießbandes und zu entgegengesetzten Enden des Weges hin erstrecken; Zuführen von Strömen gepumpter Kühlflüssigkeit zur Rückseite des Gießbandes in Bereichen, wo die Schenkelabschnitte des U-förmigen Musters sich zur Rückseite des Gießbandes erstrecken, um das Band zu kühlen und es durch hydrodynamische Kräfte der Strömungen der gepumpten Kühlflüssigkeit, die die Längen der Schenkelabschnitte des U-förmigen Musters vergrößern, im schwebenden Zustand zu halten; und Reduzieren des Magnetflusses in den weitreichenden magnetischen Kreisen, um zu ermöglichen, daß das Gießband geeignet vom Formhohlraum entfernt werden kann.
  54. Verfahren nach Anspruch 53, wobei: die Bahnen der magnetischen Kreise sich bezüglich der Bewegungsrichtung des Gießbandes in Querrichtung erstrecken; und benachbarte Schenkelabschnitte benachbarter U-förmiger Muster die gleiche magnetische Polarität aufweisen, wodurch in einer sich bezüglich der Bewegungsrichtung des Gießbandes in Querrichtung erstreckenden Richtung Schenkelpaare magnetischer Nordpolaritäten bereitgestellt werden, die sich mit Schenkelpaaren magnetischer Südpolaritäten abwechseln.
  55. Verfahren nach Anspruch 53, wobei in einem Spaltbereich an einem stromaufwärtsseitigen Ende des Formhohlraums eine Walze angeordnet ist, wobei die Walze aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist und mehrere auf dem Umfang angeordnete Rippen aus einem nichtmagnetischen Material aufweist, die entlang der Walze gleichmäßig axial beabstandet sind und alle den gleichen Außendurchmesser aufweisen, wobei das Gießband, wenn es sich dem Formhohlraum nähert, sich in Kontakt mit den Rippen teilweise um die Walze bewegt und sich dann am Spaltbereich tangential von den Rippen löst und dann stromabwärts in einer allgemeinen flachen Konfigu ration entlang des Formhohlrams weiterbewegt, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: Ausrichten der weitreichenden magnetischen Kreise durch die am Umfang angeordneten, nichtmagnetischen Rippen der nichtmagnetischen Walze und durch an beiden Seiten jeder Rippe ausgebildete, minimale Luftspalte.
  56. Verfahren nach Anspruch 55, wobei jeder der weitreichenden magnetischen Kreise durch mehrere weitreichende Permanentmagnete magnetisch erregt wird, die in einer Reihe von Magneten ausgerichtet sind, die zwischen aufeinanderfolgenden, benachbarten Rippen und zwischen dem Gießband und der Walze angeordnet sind.
  57. Verfahren nach Anspruch 56, wobei: die Reihen weitreichender Magnete um Achsen drehbar sind, die sich parallel zueinander und allgemein parallel zum flachen Gießband erstrecken; wobei, wenn stromabwärts vom Spaltbereich weitreichende Anziehungskräfte auf das Gießband ausgeübt werden, die Reihen weitreichender Magnete gedreht werden, um ihre internen Nord-(N') Süd-(S') Flußwege im wesentlichen senkrecht zum allgemein flachen Gießband auszurichten, wobei quer über die Breite des Gießbandes angeordnete aufeinanderfolgende Magnetreihen alternierende Nord (N') und Süd (S')-polaritäten aufweisen, die dem Gießband zugewandt sind; und wobei der Schritt zum Reduzieren des Magnetflusses in den weitreichenden magnetischen Kreisen, um zu ermöglichen, daß das Gießband geeignet vom Formhohlraum entfernt werden kann, den Schritt aufweist: gleichzeitiges Drehen der Magnetreihen, um ihre internen Nord-(N') Süd-(S') Flußwege im wesentlichen parallel zum allgemein flachen Gießband auszurichten, wobei die Nord (N')-polarität jeder Magnetreihe zur Nord (N')-polarität einer benachbarten Magnetreihe hin ausgerichtet ist und die Süd (S')-polarität jeder Magnetreihe zur Süd (S')-polarität einer benachbarten Magnetreihe hin ausgerichtet ist.
  58. Vorrichtung nach Anspruch 36, wobei die länglichen Polelemente aufweisen: in der Nähe des Gießbandes angeordnete erste Abschnitte; und vom Gießband entfernt angeordnete zweite Abschnitte; wobei die ersten und die zweiten Abschnitte der Polelemente in jeweilige Nuten zwischen benachbarten Rippen auf der Walze passen; jedes der länglichen Polelemente einen zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Polelements angeordneten länglichen Rotor aufweist; jeder längliche Rotor sich in Längsrichtung des länglichen Polelements erstreckt; jeder längliche Rotor eine sich in Längsrichtung des länglichen Polelements erstreckende Drehachse aufweist; jeder längliche Rotor mindestens eine Reihe von Permanentmagneten aufweist, deren interne Nord-(N') Süd-(S') Flußwege in der gleichen Richtung ausgerichtet sind; und alle internen Flußwege senkrecht zur Drehachse des Rotors ausgerichtet sind.
  59. Vorrichtung nach Anspruch 58, wobei der erste und der zweite Abschnitt jedes Polelements kreiszylinderförmige Oberflächen aufweist, die dem länglichen Rotor des Polelements zugewandt und in geringem Abstand davon angeordnet sind; und jede der kreiszylinderförmigen Oberflächen bezüglich der Drehachse des Rotors konzentrisch ist.
  60. Vorrichtung nach Anspruch 59, wobei eine gemeinsame Stellgliedvorrichtung mit jedem Rotor verbunden ist, um alle Rotoren gleichzeitig zu drehen zwischen einer "EIN"-Position, in der eine weitreichende Anziehungskraftausrichtung wirkt, gemäß der die internen Nord-(N') Süd-(S') Flußwege der Magnetreihen alternierender aufeinanderfolgender Rotoren in einer Anordnung von Polelementen, die sich quer über das Gießband erstrecken, alternierende Polaritäten aufweisen, die zum Gießband und zu den ersten Polabschnitten aufeinanderfolgender Polelemente der Anordnung hin ausgerichtet sind, um weitreichende Anziehungskräfte von den ersten Polabschnitten auf das Gießband auszuüben, und einer "AUS"-Position, in der durch die ersten Polabschnitte wesentlich geringere Anziehungskräfte auf das Gießband ausgeübt werden und die internen Nord-(N') Süd-(S') Flußwege der Magnetreihen in den Rotoren im allgemeinen parallel zum Gießband ausgerichtet sind.
  61. Vorrichtung nach Anspruch 58, wobei jeder Rotor mehrere axial ausgerichtete Reihen weitreichender Permanentmagnete aufweist; und mindestens eine der Reihen in jedem Rotor ausreichend weit stromabwärts angeordnet ist, so daß sie stromabwärts von den Rippen angeordnet ist.
  62. Vorrichtung nach Anspruch 58, wobei die länglichen Polelemente sich mit ihren länglichen Rotoren stromabwärts vom Spaltbereich zu stromabwärtsseitigen Positionen erstrecken, die stromabwärts von den Rippen angeordnet sind.
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