DE69916617T2

DE69916617T2 - Giessen eines stahlbandes

Info

Publication number: DE69916617T2
Application number: DE69916617T
Authority: DE
Inventors: Lazar Strezov; Kannappar Mukunthan
Original assignee: Castrip LLC
Current assignee: Castrip LLC
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2019-08-07
Also published as: TR200100379T2; ZA200100310B; CN1311721A; KR20010072298A; NZ509246A; KR100621084B1; CA2337246C; DE69916617D1; WO2000007753A1; AUPP515198A0; BR9912861A; JP4336043B2; CA2337246A1; EP1100638B1; ID28068A; TW478985B; EP1100638A4; ATE264723T1; IL140943A0; EP1100638A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft das Gießen von Stahlband.
Es ist bekannt, Metallband durch Stranggießen in einer Doppelwalzengießmaschine zu gießen. In dieser Technik wird geschmolzenes Metall zwischen ein Paar gegenläufiger horizontaler Gießwalzen eingeführt, welche gekühlt sind, so daß sich Metalloberflächenhäute auf den sich bewegenden Walzenflächen erstarren und an dem Spalt zwischen diesen zusammengebracht werden, um ein erstarrtes Bandprodukt zu erzeugen, das nach unten aus dem Spalt zwischen den Walzen abgegeben wird. Der Begriff "Spalt" wird hierin verwendet, um den gesamten Bereich zu bezeichnen, an welchem sich die Walzen am engsten gegenüberliegen. Das geschmolzene Metall kann aus einer Pfanne in einen kleineren Behälter oder eine Reihe von Behältern gegossen werden, aus welchen es durch eine über dem Spalt angeordnete Metallzuführungsdüse fließt, so daß es in den Spalt zwischen den Walzen geleitet wird, und auf diese Weise ein Gießbad aus geschmolzenem Metall zu bilden, das auf den Gießflächen der Walzen unmittelbar über dem Spalt gehalten wird, und sich über die Länge des Spaltes erstreckt. Dieses Gießbad ist üblicherweise zwischen Seitenplatten und Dämmen eingeschlossen, welche in einen gleitenden Eingriff mit den Endoberflächen der Walzen gehalten werden, so daß sie die zwei Enden des Gießbades gegenüber Auslaufen abzudämmen, obwohl alternative Einrichtungen wie z. B. elektromagnetische Barrieren ebenfalls bereits vorgeschlagen wurden.
Obwohl Doppelwalzengießen mit einigem Erfolg bei Nicht-Eisenmetallen, welche rasch beim Kühlen erstarren, angewendet wurde, gab es Probleme in der Anwendung dieser Technik bei dem Gießen von Eisenmetallen. Ein spezielles Problem war die Erzielung einer ausreichend raschen und gleichmäßigen Kühlung des Metalls über den Gießflächen der Walzen. Insbesondere hat es sich als schwierig herausgestellt, ausreichend hohe Kühlraten für die Erstarrung auf den Gießwalzen mit glatten Gießflächen zu erzielen, und es wurde deshalb vorgeschlagen, Walzen mit Gießflächen zu verwenden, welche absichtlich mittels eines regelmäßigen Musters von Vorsprüngen und Vertiefungen texturiert sind, um die Wärmeübertragung zu verbessern und somit den an den Gießflächen während der Erstarrung erzielten Wärmefluß zu steigern.
Unser U.S. Patent 5,701,948 offenbart eine Gießwalzentextur, welche durch eine Serie paralleler Rillen und Gratformationen gebildet wird. Insbesondere können in einer Doppelwalzengießmaschine die Gießflächen der Gießwalzen durch das Vorsehen von um den Umfang herum sich erstreckenden Rillen und Gratformationen mit im Wesentlichen konstanter Tiefe und Rasterabstand texturiert sein. Diese Textur erzeugt einen verbesserten Wärmefluß während der Metallerstarrung und kann für das Gießen von Stahl optimiert werden, um sowohl hohe Wärmeflußwerte als auch eine feine Mikrostruktur in dem unmittelbar gegossenen Stahlband zu erzielen.
Insbesondere sollte beim Gießen eines Stahlbandes die Tiefe der Textur von der Gratspitze bis zu der Rillenwurzel in dem Bereich von 5 Mikrometer bis 50 Mikrometer und das Raster der Textur in de Bereich von 100 Mikrometer bis 150 Mikrometer für beste Ergebnisse liegen. Für optimale Ergebnisse wird es bevorzugt, daß die Tiefe der Textur in dem Bereich von 15 bis 25 Mikrometer und daß das Raster zwischen 150 und 200 Mikrometer liegt.
Obwohl Walzen mit der in dem U.S. Patent 5,701,948 offenbarten Textur das Erzielen hoher Erstarrungsraten beim Gießen Eisenmetallband ermöglichen, hat es sich herausgestellt, daß sie eine ausgeprägte Empfindlichkeit gegenüber den Gießbedingungen zeigen, welche genau kontrolliert werden müssen, um zwei allgemeine Arten von Banddefekten zu vermeiden, welche als "Krokodilhaut"- bzw. "Netz"- und "Ratter"-Defekte bekannt sind. Insbesondere war es erforderlich, die Netzhautdefekte durch den geregelten Zusatz von Schwefel zu der Schmelze zu steuern, und Ratterdefekte durch den Betrieb der Gießmaschine innerhalb eines engen Bereiches von Gießgeschwindigkeiten zu vermeiden.
Der Netzhautdefekt tritt auf, wenn die δ- und γ-Eisenphasen sich gleichzeitig in Oberflächenhäuten auf den Gießflächen der Walzen in einer Doppelwalzengießmaschine unter Umständen erstarren, in welchen Schwankungen im Wärmefluß durch die sich erstarrenden Oberflächenhäute hindurch vorhanden sind. Die δ- und γ-Eisenphasen besitzen unterschiedliche Heissfestigkeitseigenschaften und die Wärmeflußschwankungen erzeugen dann lokalisierte Verwerfungen in den sich erstarrenden Oberflächenhäuten, welche an dem Spalt zwischen den Gießwalzen zusammenkommen und zu Netzhautdefekten in den Oberflächen des sich ergebenden Bandes führen.
Ein leichter Oxidbelag auf den Walzen mit einer Schmelztemperatur unterhalb der des zu gießenden Metalls kann nützlich bei der Sicherstellung eines kontrollierten gleichmäßigen Wärmeflusses während der Metallerstarrung auf den Gießwalzenflächen sein. Der Oxidbelag schmilzt, sobald die Walzenflächen in das Gießbad des geschmolzenen Metalls eintreten, und unterstützt beim Aufbau einer dünnen flüssigen Grenzschichtlage zwischen der Gießfläche und dem geschmolzenen Metall des Gießbades, um einen guten Wärmefluß zu begün stigen. Wenn jedoch ein zu großer Oxidaufbau vorliegt, erzeugt das Schmelzen der Oxide einen sehr hohen anfänglichen Wärmefluß, wobei sich aber dann die Oxide wieder mit der Folge erstarren, daß der Wärmefluß rasch abnimmt. Dieses Problem wurde angegangen, indem man versucht, den Aufbau von Oxiden auf den Gießwalzen durch komplizierte Walzenreinigungsvorrichtungen innerhalb enger Grenzen zu halten. Jedoch treten dort, wo die Walzenreinigung nicht gleichmäßig ist, Schwankungen in der Menge des Oxidaufbaus mit den daraus sich ergebenden Wärmeflußschwankungen in den sich erstarrenden Oberflächenhäuten auf, was lokalisierte Verwerfungen erzeugt, die zu den Netzhaut-Oberflächendefekten führt.
Ratterdefekte werden auf der Meniskushöhe des Gießbades initiiert, wo die anfängliche Metallerstarrung auftritt. Eine Form von Ratterdefekten, welche als "langsames Rattern" bezeichnet wird, wird bei niedrigen Gießgeschwindigkeiten aufgrund von vorzeitigem Einfrieren des Metalls ganz oben auf den Gießwalzen erzeugt, so daß eine schwache Oberflächenhaut erzeugt wird, welche sich anschließend verformt, wenn sie weiter in das Gießbad gezogen wird. Die andere Form des Ratter-Effektes, die als "schnelles Rattern" bezeichnet wird, tritt bei höheren Gießgeschwindigkeiten auf, wenn die Oberflächenhaut mit ihrer Ausbildung weiter unten auf der Gießwalze beginnt, so daß sich eine Flüssigkeit über der sich erzeugenden Oberflächenhaut befindet. Diese Flüssigkeit, welche den Meniskusbereich speist, kann nicht mit der sich bewegenden Walzenoberfläche mithalten, was zu einem Schlupf zwischen der Flüssigkeit und der Walze in dem oberen Teil des Gießbades führt, und somit schnelle Ratterdefekte fördert, welche als Querverformungsbänder über dem Band auftreten.
Ferner war es zum Vermeiden von langsamem Rattern einerseits und schnellem Rattern andererseits erforderlich, inner halb eines sehr engen Fensters von Gießgeschwindigkeiten zu arbeiten. Typischerweise war es erforderlich, bei Gießgeschwindigkeiten innerhalb eines engen Bereiches von 30 bis 32 Meter pro Minute zu arbeiten. Der spezifische Geschwindigkeitsbereich kann von Walze zu Walze variieren, jedoch muss im Allgemeinen die Gießgeschwindigkeit auf jeden Fall unter 40 Meter pro Minute liegen, um schnelles Rattern zu vermeiden.
Wir haben nun festgestellt, daß es möglich ist, eine Walzengießfläche zu erzeugen, welche wesentlich weniger zur Erzeugung von Ratterdefekten neigt, und welche das Gießen des Stahlbandes bei Gießgeschwindigkeiten erheblich über dem ermöglicht, was bisher möglich war, ohne Banddefekte zu erzeugen. Ferner ist die gemäß der Erfindung erzeugte Gießfläche auch relativ unempfindlich gegenüber Bedingungen, welche Netzhautdefekte erzeugen, und es ist möglich, Stahlband ohne Netzhautdefekte zu erzeugen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung wurde ein Verfahren zum Stranggießen von Stahlband mit den folgenden Schritten bereitgestellt:
Halten eines Gießbades aus geschmolzenem Stahl auf einer oder mehreren gekühlten Gießflächen und Bewegen der gekühlten Gießflächen oder Gießflächen, um ein sich von dem Gießbad weg bewegendes erstarrtes Band herzustellen, wobei die oder jede Gießfläche durch ein Zufallsmuster diskreter Vorsprünge mit spitzzulaufenden Spitzen mit einer Oberflächenverteilung zwischen 10 und 100 Spitzen pro mm² und einer mittleren Höhe von mindestens 10 Mikrometer texturiert ist.
Bevorzugt ist die mittlere Höhe der diskreten Vorsprünge mindestens 20 Mikrometer.
Ebenfalls bevorzugt wird das Band von dem Gießbad mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40 Meter pro Minute weg bewegt. Es kann beispielsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 50 und 65 Meter pro Minute bewegt werden.
Der geschmolzene Stahl kann ein rückstandsarmer Stahl mit einem Schwefelgehalt von höchstens 0,025% sein.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann in einer Doppelwalzengießmaschine durchgeführt werden.
Demzufolge stellt die Erfindung ferner ein Verfahren zum Stranggießen von Stahlband der Art bereit, in welcher geschmolzenes Metall in den Spalt zwischen einem Paar paralleler Gießwalzen über eine über dem Spalt angeordnete Metallzuführungsdüse eingeführt wird, um ein Gießbad aus geschmolzenem Stahl zu erzeugen, das auf Gießflächen der Walzen unmittelbar über dem Spalt gehalten wird und die Gießwalzen gedreht werden, um ein erstarrtes Stahlband nach unten aus dem Spalt abzugeben, wobei die Gießflächen der Walzen jeweils durch ein Zufallsmuster diskreter Vorsprünge mit spitzzulaufenden Spitzen mit einer Oberflächenverteilung zwischen 10 und 100 Spitzen pro mm² und einer mittleren Höhe von mindestens 10 Mikrometer texturiert sind.
Die Erfindung erstreckt sich ferner aus eine Vorrichtung zum Stranggießen von Stahlband mit einem Paar von einen Spalt dazwischen ausbildenden Gießwalzen, einer Schmelzmetallzuführungsdüse zum Zuführen von Schmelzmetall in den Spalt zwischen den Gießwalzen, um ein auf der Gießwalzenoberfläche über den Spaltflächen getragenes Gießbad auszubilden, und einer Walzenantriebseinrichtung, um die Walzen in gegenläufigen Drehrichtungen anzutreiben, um ein nach unten aus dem Spalt abgegebenes erstarrtes Stahlband zu erzeugen, wobei die Gießflächen der Walzen jeweils durch ein Zufallsmuster diskreter Vorsprünge mit spitzzulaufenden Spitzen mit einer Oberflä chenverteilung zwischen 10 und 100 Spitzen pro mm² und einer mittleren Höhe von mindestens 10 Mikrometern texturiert sind.
Eine texturierte Gießfläche gemäß der Erfindung kann durch Sandstrahlen der Gießfläche eines Metalluntergrundes erzielt werden, welcher durch eine Oberflächenbeschichtung geschützt ist, um die Gießfläche zu erzeugen. Beispielsweise kann die oder jede Gießfläche durch Sandstrahlen eines Kupferuntergrundes erzeugt werden, welcher anschließend mit einer dünnen Schutzschicht aus Chrom plattiert wird. Alternativ kann die Gießfläche aus Nickel erzeugt werden, wobei in diesem Falle die Nickeloberfläche sandgestrahlt wird und keine Schutzbeschichtung aufgebracht wird.
Die erforderliche Textur der oder jeder Gießfläche kann alternativ durch Abscheiden einer Beschichtung auf einem Untergrund erzielt werden. In diesem Falle kann das Material der Beschichtung so gewählt werden, daß es einen hohen Wärmefluß während der Metallerstarrung fördert. Das Material kann ein Material sein, welches eine geringe Affinität für die Stahloxidationsprodukte besitzt, so daß die Benetzung der Gießflächen durch diese Abscheidungen schlecht ist. Insbesondere kann die Gießfläche aus einer Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän oder alternativ einer Legierung aus Nickel, Molybdän und Kobalt bestehen, wobei die Legierung abgeschieden wird, um so die erforderliche Textur zu erzeugen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die Erfindung vollständiger erläutern zu können, werden die Ergebnisse der bisher ausgeführten experimentellen Arbeit unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine experimentelle Vorrichtung für die Ermittlung von Metallerstarrungsraten unter Bedingungen, welche diejeni gen einer Doppelwalzengießmaschine simulieren, veranschaulicht;
2 ein in der experimentellen Vorrichtung von 1 enthaltenes Eintauchpaddel veranschaulicht;
3 Wärmeflußwerte anzeigt, welche während der Erstarrung von Stahlproben auf einem texturierten Untergrund mit einem regelmäßigen Muster von Graten in einem Raster von 180 Mikrometer und einer Tiefe von 60 Mikrometer zeigt und diese mit Werten vergleicht, welche während der Erstarrung auf einem sandgestrahlten Untergrund erzielt wurden;
4 graphisch maximale Wärmeflußmeßwerte darstellt, welche während aufeinander folgender Eintauchtests erhalten wurden, in welchen Stahl aus vier unterschiedlichen Schmelzen auf mit Graten versehenen und sandgestrahlten Untergründen erstarrte;
5 die Ergebnisse physikalischer Messungen an Netzhautdefekten in den erstarrten Oberflächenhäuten darstellt, die aus den Eintauchtests von 4 erhalten wurden;
6 die Ergebnisse von Messungen der Standardabweichung der Dicke der erstarrten Oberflächenhäute darstellt, die aus den Eintauchtests von 4 erhalten wurden;
7 eine Mikrophotographie der Oberfläche einer Oberflächenhaut eines rückstandarmen Stahls mit niedrigem Schwefelgehalt, erstarrt auf einem mit Graten versehenen Untergrund bei einer niedrigen Gießgeschwindigkeit ist und einen langsamen Ratterdefekt zeigt;
8 ein Längsschnitt durch die Oberflächenhaut von 7 an der Position des langsamen Ratterdefektes zeigt;
9 eine Mikrophotographie ist, die die Oberfläche einer Oberflächenhaut eines Stahls mit niedrigem Schwefelgehalt, erstarrt auf einem mit Graten versehenen Untergrund bei einer niedrigen Gießgeschwindigkeit darstellt und einen schnellen Ratterdefekt zeigt;
10 ein Längsquerschnitt durch die Oberflächenhaut von 9 ist, welcher ferner die Art des schnellen Ratterdefektes darstellt;
11 und 12 Mikrophotographien der Oberflächen von Oberflächenhäuten sind, die auf mit Graten versehenen Untergründen mit unterschiedlichen Grathöhen erzeugt wurden;
13 eine Mikrophotographie der Oberfläche einer Oberflächenhaut ist, die auf einem Untergrund erstarrte, welcher mit einem regelmäßigen Muster von Pyramidenvorsprüngen texturiert war;
14 eine Mikrophotographie der Oberfläche einer Stahloberflächenhaut ist, die auf einem sandgestrahlten Untergrund erstarrte;
15 graphisch die Werte der prozentualen Schmelzoxidüberdeckung auf den verschiedenen texturierten Untergründen darstellt, welche die Oberflächenhäute der 11 bis 14 erzeugten;
16 und 17 Mikrophotographien sind, welche die Querschnitte durch Oberflächenhäute darstellen, die aus einer üblichen Stahlschmelze und mit derselben Gießgeschwindigkeit auf sandgestrahlten und Grat-texturierten Untergründen abgeschieden wurden;
18 graphisch maximale Wärmeflußmeßwerte darstellt, die bei aufeinanderfolgenden Eintauchtests unter Verwendung von Untergründen mit chromplattierten Graten und mit einer Legierung aus Nickel, Molybdän und Chrom beschichteten Untergründen erhalten wurden;
19, 20 und 21 Mikrophotographien von Stahloberflächenhäuten sind, die auf den unterschiedlichen Kühluntergründen erstarrten;
22 eine Draufsicht auf eine Bandgießmaschine ist, welche gemäß der Erfindung betreibbar ist;
23 eine Seitenaufrissansicht der in 22 dargestellten Bandgießmaschine ist;
24 ein vertikaler Querschnitt auf der Linie 24-24 in 22 ist;
25 ein vertikaler Querschnitt auf der Linie 25-25 in 22 ist;
26 ein vertikaler Querschnitt auf der Linie 26-26 in 22 ist;
27 eine typische Oberflächentextur darstellt, welche gemäß der Erfindung erzeugt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 und 2 stellen einen Metallerstarrungstestaufbau dar, in welchem ein gekühlter Block von 40 mm × 40 mm in ein Bad aus geschmolzenem Stahl mit einer solchen Geschwindigkeit vorgeschoben wird, daß ziemlich genau die Bedingungen auf der Gießfläche einer Doppelwalzengießmaschine simuliert werden. Der Stahl erstarrt auf dem gekühlten Block, sobald dieser sich durch das Schmelzebad bewegt, um eine Schicht aus erstarrtem Stahl auf der Oberfläche des Blockes zu erzeugen. Die Dicke dieser Schicht kann an Punkten über dessen gesamter Fläche gemessen werden, um Veränderungen in der Erstarrungsrate aufzutragen, und damit die effektive Rate der Wärmeübertragung an den verschiedenen Orten. Es ist somit möglich, eine Gesamterstarrungsrate sowie Gesamtwärmeflussmessungen zu erzeugen. Es ist auch möglich, die Mikrostruktur der Band- Oberfläche zu untersuchen, und Veränderungen in der Erstarrungsmikrostruktur mit den Änderungen in den beobachteten Erstarrungsraten und den Wärmeübertragungswerten zu korrelieren.
Der in den 1 und 2 dargestellte Experimentalaufbau weist einen Induktionsofen 1 auf, der eine Schmelze aus geschmolzenem Metall 2 in einer inerten Atmosphäre enthält, welche beispielsweise durch Argon- oder Stickstoffgas bereitgestellt werden kann. Ein insgesamt mit 3 bezeichnetes Eintauchpaddel ist auf einer Verschiebeeinrichtung 4 montiert, welche in die Schmelze 2 durch den Betrieb von computergesteuerten Motoren 5 vorgeschoben und anschließend zurückgezogen werden kann.
Das Eintauchpaddel 3 weist einen Stahlkörper 6 auf, welcher einem Untergrund 7 in der Form eines chromplattierten Kupferblockes mit den Maßen von 40 × 40 mm enthält. Er ist mit Thermoelementen ausgestattet, um den Temperaturanstieg in dem Untergrund zu beobachten, welcher ein Maß für den Wärmefluß liefert.
In der nachfolgenden Beschreibung wird es erforderlich sein, ein quantitatives Maß auf die Glätte der Gießflächen zu beziehen. Ein in unserer experimentellen Arbeit verwendetes spezifisches und in der Definition des Umfangs der vorliegenden Erfindung hilfreiches Maß ist als der als der arithmetische Mittenrauhwert bekannte Standardmaß welches im Allgemeinen mit dem Symbol R_a dargestellt wird. Dieser Wert ist als der arithmetische Mittelwert aller absoluten Abstände des Rauhigkeitsprofils von der Mittellinie des Profils innerhalb der Messlänge l_m definiert. Die Mittellinie des Profils ist die Linie, um welche herum die Rauhigkeit gemessen wird, und ist eine Linie parallel zu der allgemeinen Richtung des Profils innerhalb der Grenzen der Rauhigkeitsbreitentrennlinie in der Weise, daß die Summe der Flächen, welche zwischen ihr und denjenigen Teilen des Profils, welche auf jeder Seite davon liegen, gleich sind. Der arithmetische mittlere Rauhigkeitswert kann definiert werden als:
An dem in den 1 und 2 dargestelltem Experimentalaufbau durchgeführte Tests haben gezeigt, daß die Empfindlichkeit gegenüber Ratter- und Netzhautdefekten, die man bei dem Gießen auf eine Gießfläche erhält, die mit einem regelmäßigen Muster von Graten texturiert ist, vermieden werden kann, indem man eine Gießfläche verwendet, welche durch ein Zufallsmuster diskreter Vorsprünge mit spitzzulaufenden Spitzen texturiert ist. Die Zufallsmustertextur kann durch Sandstrahlen erzielt werden und führt im Allgemeinen zu einem arithmetischen mittleren Rauhigkeitswert in der Größenordnung von 5 bis 10 R_a, wobei jedoch wie es später erläutert wird, die steuernden Parameter die Oberflächendichte der Spitzenvorsprünge und die minimale Tiefe der Vorsprünge anstelle des Rauhigkeitswertes sind.
Der Testverlauf hat ferner gezeigt, daß die Empfindlichkeit von mit Graten versehenen Texturen gegenüber Netzhaut- und Ratterdefekten aufgrund der ausgedehnten Oberflächen entlang der Grate, entlang welchen sich Oxide aufbauen und schmelzen können, beruht. Das geschmolzene Oxid fließt an den Graten entlang und erzeugt zusammenhängende Filme, welche dramatisch die Wärmeübertragung über erhebliche Bereiche entlang der Grate erhöhen. Dieses erhöht die Anfangs- oder Spitzenwärmeflusswerte, die bei einer anfänglichen Erstarrung erfahren werden, und führt zur anschließenden dramatischen Re duzierung im Wärmefluß bei der Erstarrung der Oxide, was zu Netzhautdefekten führt. Bei einer Gießfläche mit einer durch ein Zufallsmuster scharfer spitzer Vorsprünge gebildeten Textur können die Oxide nur auf den individuellen Spitzen statt entlang ausgedehnter Bereiche wie in der mit Graten versehenen Struktur verteilt sein. Demzufolge können sich die geschmolzenen Oxide nicht über einen ausgedehnten Bereich verteilen, um dramatisch den Anfangswärmefluss zu erhöhen. Diese Oberfläche ist daher wesentlich weniger gegenüber Netzhautdefekten empfindlich, und es hat sich auch gezeigt, daß sie nicht so sorgfältig gereinigt werden muss, wie die mit Graten versehene Textur, um derartige Defekte zu vermeiden.
Die Tests haben auch gezeigt, daß die Zufallsmustertextur wesentlich weniger anfällig für Ratterdefekte ist, und das Gießen von rückstandsarmen Stählen mit niedrigem Schwefelanteil bei extrem hohen Gießgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 60 Meter pro Minute zulässt. Da der Anfangswärmefluss bei der Erstarrung im Vergleich zu der mit Graten versehenen Struktur verringert ist, treten keine Ratter-Effekte auf. Bei einer hohen Gießgeschwindigkeit führt dieses, obwohl ein Schlupf zwischen der Schmelze und der Gießfläche auftritt, dieses nicht zu einer Rissbildung. Man glaubt, daß dieses auf zwei Gründen beruht. Erstens führt, da die anfängliche Wärmeübertragungsrate relativ niedrig (in der Größenordnung von 15 Megawatt/m² im Vergleich zu 25 Megawatt/m² für eine mit Graten versehene Textur) ist, der intermittierende Verlust des Kontaktes aufgrund des Schlupfs nicht zu derartig großen lokalen Wärmeübertragungsschwankungen in dem Bereich des Schlupfs. Ferner führt die Zufälligkeit des Musters des Texturmusters zu einer Mikrostruktur, welche sehr beständig gegen Rissausbreitung ist.
3 stellt graphisch Wärmeflußwerte dar, welche während der Erstarrung von Stahlproben auf zwei Untergründen erhalten wurden, wovon das erste eine durch maschinell eingearbeitete Grate gebildete Textur mit einem Raster von 180 Mikrometer und einer Tiefe von 60 Mikrometer besitzt und das zweite Untergrund sandgestrahlt ist, um ein Zufallsmuster aus Vorsprüngen mit scharfen Spitzen mit einer Oberflächendichte in der Größenordnung von 20 Spitzen pro mm² und einer mittleren Texturtiefe von etwa 30 Mikrometer zu erzeugen, wobei der Untergrund einen arithmetischen mittleren Rauhigkeitswert von 7 R_a zeigt. Man sieht, daß die sandgestrahlte Textur einen wesentlich gleichmäßigeren Wärmefluß über die gesamte Dauer der Erstarrung zeigte. Am wichtigsten war, daß er nicht die hohe Spitze des anfänglichen Wärmeflusses gefolgt von einer steilen Abnahme zeigte, wie sie von der mit Graten erzeugten Struktur erzeugt wurde, was wie vorstehend erläutert, ein primärer Grund von Netzhautdefekten ist. Die sandgestrahlte Oberfläche oder der Untergrund erzeugten niedrigere anfängliche Wärmeflußwerte gefolgt von einer wesentlich sanfteren Abfall auf Werte, welche höher als diejenigen blieben, die auf dem mit Graten versehenen Untergrund im Verlauf der Erstarrung erzielt wurden.
4 stellt graphisch maximale Wärmeflußwerte dar, welche bei aufeinanderfolgenden Eintauchtests unter Verwendung eines mit Graten versehenen Untergrundes mit einem Raster von 180 Mikrometer und einer Grattiefe von 60 Mikrometer und mit einem sandgestrahlten Untergrund erzielt wurden. Die Tests erfolgten mit einer Erstarrung aus vier Stahlschmelzen mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung der Schmelze. Die ersten drei Schmelzen waren rückstandsarme Stähle mit unterschiedlichem Kupferanteil und die vierte Schmelze war eine rückstandsreiche Stahlschmelze. Im Falle der mit Graten versehenen Textur wurde der Untergrund durch Drahtbürsten für die mit den Buchstaben WB bezeichneten Tests gereinigt, jedoch keine Bürstung vor einigen der Tests gemäß Darstellung durch die Buchstaben NO ausgeführt. Keine Bürstung wurde vor jedem der aufeinander folgenden Tests unter Verwendung des sandgestrahlten Untergrundes ausgeführt. Man wird sehen, daß der sandgestrahlte Untergrund durchgängig niedrigere maximale Wärmeflußwerte als der mit Graten versehene Untergrund für alle Stahlzusammensetzungen und ohne Bürstung zeigte. Der texturierte Untergrund erzeugte durchgängig höhere Wärmeflußwerte und dramatisch höhere Werte, wenn das Bürsten für eine Dauer beendet wurde, was eine wesentlich höhere Empfindlichkeit gegenüber Oxidaufbau auf der Gießfläche anzeigt.
Die in den Eintauchtests erstarrten Oberflächenhäute, auf welche sich 4 bezieht, wurde untersucht und Netzhautdefekte gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in 5 graphisch dargestellt. Man sieht, daß die auf dem mit Graten versehenen Untergrund abgeschiedenen Oberflächenhäute erhebliche Netzhautdefekte zeigten, während die auf dem sandgestrahlten Untergrund abgeschiedenen Oberflächenhäute keinerlei Netzhautdefekte zeigten. Die Oberflächenhäute wurden auch auf die Gesamtdicke an Stellen über die gesamte Fläche gemessen, um Messwerte für die Standardabweichung der Dicke zu erhalten, welche in 6 dargestellt sind. Man wird sehen, daß die mit Graten versehene Struktur wesentlich breitere Schwankungen in der Standardabweichung der Dicke als die auf dem sandgestrahlten Untergrund erstarrten Oberflächenhäute zeigte.
7 ist eine Mikrophotographie der Oberfläche einer auf einer mit Graten versehenen Textur von 180 Mikrometer Raster und 20 Mikrometer Tiefe erstarrten Oberflächenhaut aus einer Stahlschmelze, welche in Gewichtsprozent 0,05% Kohlenstoff, 0,6% Mangan, 0,3% Silizium und weniger als 0,01% Schwefel enthielt. Die Oberflächenhaut wurde aus einer Schmelze bei 1580°C mit einer effektiven Bandgießgeschwindigkeit von 30 m/Minute abgeschieden. Das Band zeigt einen langsamen Ratterdefekt in der Form einer deutlich sichtbaren Querrissbildung. Diese Rissbildung wurde während der anfänglichen Erstarrung erzeugt und man wird sehen, daß keine Veränderung in der Oberflächenmikrostruktur über und unterhalb des Defektes vorliegt. 8 ist ein Längsschnitt durch denselben Streifen wie er in 7 zu sehen ist. Die quer verlaufende Oberflächenrissbildung ist deutlich zu sehen, und man wird auch sehen, daß eine Verdünnung des Streifens in dem Bereich des Defektes vorliegt.
9 und 10 sind Mikrophotographien, welche die Oberflächenstruktur und einen Längsschnitt durch eine Oberflächenhaut zeigt, die auf demselben mit Graten versehenen Untergrund und aus derselben Stahlschmelze wie die Oberflächenhaut von 7 und 8, jedoch mit einer wesentlich höheren Gießgeschwindigkeit von 60 m/Minute abgeschiedenen wurde. Das Band zeigt einen schnellen Ratterdefekt in der Form einer Querzone, in welcher eine erhebliche Verdünnung des Bandes und ein deutlicher Unterschied in der Mikrostruktur oberhalb und unterhalb des Defektes vorliegt, obwohl keine deutlich sichtbare Oberflächenrissbildung in dem Querschnitt von 10 sichtbar ist.
12, 12, 13 und sind Mikrophotographien, welche eine Oberflächenkernbildung von Oberflächenhäuten zeigen, die auf vier unterschiedlichen Untergründen mit Texturen erstarrten, welche jeweils durch regelmäßige Grate mit 180 Mikrometer Raster und 20 Mikrometer Tiefe (11); regelmäßige Grate mit 180 Mikrometer Raster und 60 Mikrometer Tiefe (12); regelmäßige pyramidenförmige Vorsprünge von 160 Mikrometer Abstand und 20 Mikrometer Höhe (13) und ein sandgestrahl tes Untergrund mit einem arithmetischen mittleren Rauhigkeitswert von 10 R_a (14) versehen waren. 11 und 12 zeigen extensive Kernbildungsbereiche, die den Texturgraten entsprechen, über welchen sich flüssige Oxide während der anfänglichen Erstarrung verteilen. 13 und 14 zeigen kleinere Kernbildungsbereiche, was eine kleinere Verteilung von Oxiden demonstriert.
15 stellt graphisch entsprechende Oxidüberdeckungsmessungen dar, welche durch eine Bildanalyse der in den 11 bis 14 dargestellten Bilder abgeleitet wurden und liefert einen Messwert der radikal reduzierten Oxidüberdeckung, welche sich aus einem Muster diskreter Vorsprünge ergibt. Diese Figur zeigt, daß die Oxidüberdeckung für das sandgestrahlte Untergrund nahezu dieselbe war wie für ein regelmäßiges Gittermuster von Pyramidenvorsprüngen mit 20 Mikrometer Höhe und 160 Mikrometer Abstand.
16 und 17 sind Mikrophotographien, welche Querabschnitte durch Oberflächenhäute zeigen, die mit einer Gießgeschwindigkeit von 60 m/Minute aus einer typischen MO6-Stahlschmelze (mit Rückständen in Gewichtsprozent von 0,07% Schwefel, 0,44% Cu, 0,009% Cr, 0,003% Mo, 0,002% Ni, 0,003% Sn) auf einem sandgestrahlten Kupferuntergrund mit einer Chromschutzbeschichtung (16) und auf einem mit Graten versehenen Untergrund mit einem Raster von 160 Mikrometer und 60 Mikrometer Tiefe, das in den chromplattierten Untergrund geschnitten war (17) abgeschieden wurde. Man wird sehen, daß der mit Graten versehene Untergrund eine sehr grobe Dendritstruktur im Verlauf der Erstarrung erzeugt, wobei sich dieses durch die groben Dendriten auf der von dem gekühlten Untergrund abgewandten Seite der Oberflächenhaut zeigt. Der sandgestrahlte Untergrund erzeugt eine wesentlich homogenere Mikrostruktur, welche über die gesamte Dicke der Probe fein ist.
Eine Untersuchung der durch mit Graten versehene und sandgestrahlte Untergründe erzeugten Mikrostruktur zeigt, daß die mit Graten versehenen Untergründe dazu tendieren, ein Muster mit dendritischem Wachstum zu erzeugen, in welchem sich Dendriten aus Kernbildungsstellen entlang der Grate verteilen. Eine Untersuchung der mit den sandgestrahlten Untergründen erzeugten Oberflächenhäute deckte eine merklich homogenere Mikrostruktur auf, welche den geordneten Strukturen, welche sich aus den regelmäßig gemusterten Strukturen ergeben, viel überlegener ist.
Die Zufälligkeit der Textur ist sehr wichtig, um eine Mikrostruktur zu erreichen, welche homogen und gegen Rissausbreitung beständig ist. Die sandgestrahlte Textur führt auch zu einer erheblichen Reduzierung der Empfindlichkeit gegenüber Netzhaut- und Ratterdefekten und ermöglicht ein schnelles Gießen von rückstandsarmen Stählen ohne Schwefelzusatz. Um diese Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, daß der Kontakt zwischen der Stahlschmelze und der Gießfläche auf ein Zufallsmuster diskreter Spitzen, welche in die Schmelze vorstehen, beschränkt wird. Dieser erfordert, daß die diskreten Vorsprünge eine spitzzulaufende Formation besitzen und keine verlängerten Oberflächenbereiche, und daß die Oberflächendichte und die Höhe der Vorsprünge so ist, daß die Schmelze von den Spitzen gehalten werden kann, ohne in vertiefte Bereiche zwischen diesen hineinzulaufen. Unsere experimentellen Ergebnisse und Berechnungen zeigen, daß zum Erzielen dieses Ergebnisses die Vorsprünge eine mittlere Höhe von wenigstens 10 Mikrometer haben müssen, und daß die Oberflächendichte der Spitzen zwischen 10 und 100 Spitzen pro mm² liegen muss.
Eine geeignete Zufallstextur kann einem Metalluntergrund durch Sandstrahlen mit hartem Partikelmaterialen, wie z. B. Aluminiumoxid, Siliziumoxid oder Siliziumkarbid mit einer Partikelgröße in der Größenordnung von 0,7 bis 1,4 mm gegeben werden. Beispielsweise kann eine Kupferwalzenoberfläche in dieser Weise sandgestrahlt werden, um ihr eine geeignete Textur zu verleihen, und die texturierte Oberfläche mit einer dünnen Chrombeschichtung in der Größenordnung von 50 Mikrometer Dicke geschützt werden. Alternativ wäre es möglich, einem Nickeluntergrund eine texturierte Oberfläche direkt ohne zusätzliche Schutzbeschichtung zu verleihen.
Es ist auch möglich, eine geeignete Zufallstextur zu erzielen, indem eine Beschichtung mittels chemischer Abscheidung oder Elektroabscheidung erzeugt wird. In diesem Falle kann das Beschichtungsmaterial so gewählt werden, daß es zu einer hohen Wärmeleitfähigkeit und einem erhöhten Wärmefluß während der Erstarrung beiträgt. Es kann auch so gewählt werden, daß die Oxidationsprodukte in dem Stahl eine schlechte Benetzbarkeit auf dem Beschichtungsmaterial zeigen, wobei die Stahlschmelze selber eine größere Affinität für das Beschichtungsmaterial besitzt, und daher die Beschichtung bevorzugt zu den Oxiden benetzt. Wir haben festgestellt, daß zwei geeignete Materialien, die Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän, welche kommerziell unter der Handelsbezeichnung "HASTALLOY C" erhältlich ist, und die Legierung aus Nickel, Molybdän und Kobalt, die kommerziell unter der Handelsbezeichnung "T 800" erhältlich ist, geeignet sind.
18 stellt graphisch die maximalen Wärmeflußmeßwerte dar, welche bei aufeinanderfolgenden Eintauchtests unter Verwendung eines mit Graten versehenen Chromuntergrundes und in ähnlichen Tests unter Verwendung eines zufällig texturierten Untergrundes aus "T 800"-Legierungsmaterial erzielt wurden.
In den Tests unter Verwendung des mit Graten versehenen Untergrundes stiegen die Wärmeflußwerte auf hohe Werte mit dem Oxidaufbau an. Die Oxide wurden dann nach dem Eintauchen Nr. 20 weggebürstet, was zu einem erheblichen Abfall in den Wärmeflußwerten, gefolgt von einer Zunahme aufgrund eines Oxidaufbaus bis zu den Eintauch-Nr. 26 bis 32 führte, worauf dann die Oxide weggebürstet und der Zyklus wiederholt wurde. In den Tests an dem "T 800"-Untergrund wurde der Untergrund nicht gereinigt und der Aufbau aller Oxidablagerungen während des gesamten Zyklusses der Tests zugelassen.
Man wird sehen, daß Wärmeflußwerte, die mit dem mit Graten versehenen Chromuntergrund erzielt wurden, höher als die mit dem "T 800"-Untergrund sind, jedoch die typischen Schwankungen in Verbindung mit dem Schmelzen und Wiedererstarren mit dem Oxidaufbau zeigen, was die Netzhautdefekte in dem gegossenen Band bewirkt. Die mit dem "T 800"-Untergrund erhaltenen Wärmeflußmeßwerte sind niedriger als diejenigen, die mit der mit Graten versehenen Chromoberfläche erzielt wurden, sind aber bemerkenswert gleichmäßig, was zeigt, daß der Oxidaufbau keinerlei Wärmeflußstörungen erzeugt, und daher keinen Faktor während des Gießens darstellt. Das "T 800"-Untergrund in diesen Tests hatte einen R_a-Wert von 6 Mikrometer.
Es hat sich auch gezeigt, daß auf den zufällig texturierten "T 800"-Untergründen abgeschiedene Oberflächenhäute eine wesentlich gleichmäßigere Dicke als diejenigen haben, die auf Chromuntergründen abgeschieden wurden. Messungen der Standardabweichung der Dicke der auf den "T 800"-Untergründen abgeschiedenen Oberflächenhäute waren durchgängig mindestens 50 Prozent niedriger als äquivalente Messungen auf Oberflächenhäuten, die auf mit Graten versehenen Chromuntergründen abgeschieden wurden, was die Erzeugung von Oberflächenhäuten mit deutlich gleichmäßiger Dicke zeigt, welche keinerlei Störun gen derart zeigen, welche eine Netzhaut-Verformung erzeugen. Diese Ergebnisse wurden durch eine mikroskopische Untersuchung der Testhäute bestätigt. 19 ist eine Mikrophotographie des Querschnittes einer auf einem mit Graten versehenen Chromuntergrund erstarrten typischen Stahloberflächenhaut, während 20 eine Mikrophotographie einer auf einer "T 800"-Untergrund in demselben Test abgeschiedenen Oberflächenhaut zeigt. Man kann sehen, daß die letztere Oberflächenhaut einen wesentlich gleichmäßigeren Querschnitt besitzt, und auch eine wesentlich gleichmäßigere Mikrostruktur über ihre ganze Dicke besitzt.
Ergebnisse, ähnlich den vorstehend mit dem "T 800"-Untergrund erzielten, wurden auch mit einem zufällig texturierten Untergrund aus "HASTALLOY C" erzielt. 21 ist eine Mikrophotographie einer auf einem derartigen Untergrund erstarrten Oberflächenhaut. Diese Oberflächenhaut ist nicht ganz so gleichmäßig oder so dick wie die auf dem "T 800"-Untergrund abgeschiedene, wie es in 20 dargestellt ist. Dieses beruht darauf, da der entsprechende MO6-Stahl eine etwas geringere Benetzbarkeit auf dem "HASTALLOY C"-Untergrund besitzt als auf dem "T 800"-Untergrund, und somit die Erstarrung nicht so schnell fortschreitet. In beiden Fällen ist jedoch die Oberflächenhaut dicker und gleichmäßiger als entsprechende Oberflächenhäute, welche mit mit Graten versehenen Chromoberflächen erzielt wurden, und der Test hat gezeigt, daß die Erstarrung nicht durch den Oxidaufbau beeinflusst wird, so daß die Reinigung der Gießflächen kein kritischer Faktor ist.
22 bis 26 stellen eine Doppelwalzen-Stranggießmaschine dar, welche gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben werden kann. Diese Gießmaschine weist einen Hauptmaschinenrahmen 11 auf, welcher auf dem Fabrikboden 12 aufsteht. Der Rahmen 11 trägt einen Gießwalzenwagen 13, welcher horizontal zwischen einer Zusammenbaustation 14 und einer Gießstation 15 verschiebbar ist. Der Wagen 13 trägt ein Paar parallele Gießwalzen 16, auf welche geschmolzenes Metall während des Gießvorgangs aus einer Pfanne 17 über einen Verteiler 18 und eine Zuführungsdüse 19 zum Erzeugen eines Gießbades 30 aufgebracht wird. Die Gießwalzen 16 sind wassergekühlt, so daß Oberflächenhäute auf den sich bewegenden Walzenflächen 16a erstarren und miteinander in dem Spalt zwischen diesen in Kontakt gebracht werden, um ein erstarrtes Stahlbandprodukt 20 an dem Walzenauslaß zu erzeugen. Dieses Produkt wird einer Standardwickelmaschine 21 zugeführt, und kann anschließend an eine zweite Wickelmaschine 22 übertragen werden. Ein Behälter 23 ist auf dem Maschinenrahmen angrenzend an die Gießstation montiert, und geschmolzenes Metall kann in diesen Behälter über eine Überlaufrinne 24 auf dem Verteiler oder durch Herausziehen eines Notstopfens 25 auf einer Seite des Verteilers umgeleitet werden, wenn eine schwerwiegende Fehlbildung des Produktes oder eine andere schwerwiegende Fehlfunktion während des Gießvorgangs auftritt.
Der Walzenwagen 13 weist einen Wagenrahmen 31 auf, welcher von Rädern 32 auf Schienen 33 gehalten wird, welche sich entlang einem Teil des Hauptmaschinenrahmens 11 erstrecken, wodurch der Walzenwagen 13 als ein Ganzes für eine Bewegung entlang den Schienen 33 montiert ist. Der Wagenrahmen 31 trägt ein Paar von Walzenwiegen 34, in welchen die Walzen 16 drehbar montiert sind. Die Walzenwiegen 34 sind auf dem Wagenrahmen 31 durch ineinander greifende komplementäre Schiebeelemente 35, 36 befestigt, um so eine Bewegung der Wiegen auf dem Wagen unter dem Einfluss hydraulischer Zylindereinheiten 37, 38 zum Einstellen des Spaltes zwischen den Gießwalzen 16 zu bewegen, und um den Walzen eine rasche Auseinanderbewegung für ein kurzes Zeitintervall zu ermöglichen, wenn es erforderlich ist, eine Querschwächungslinie quer zu dem Band zu erzeugen, wie es nachstehend im Detail erläutert wird. Der Wagen ist als Ganzes entlang den Schienen 33 durch die Betätigung eines doppelt wirkenden Hydraulikkolben- und Zylindereinheit 39 verschiebbar, welche zwischen einem Antriebsträger 14 auf dem Walzenwagen und dem Hauptmaschinenrahmen so eingefügt ist, daß sie zum Verschieben des Walzenwagens zwischen der Zusammenbaustation 14 und der Gießstation 15 und umgekehrt betätigbar ist.
Die Gießwalzen 16 werden gegenläufig durch Antriebswellen 41 von einem Elektromotor und einem auf dem Wagenrahmen 31 montierten Getriebe angetrieben. Die Walzen 16 besitzen Kupferumfangswände, welche mit einer Reihe in Längsrichtung sich erstreckender und im Umfang beabstandeter Wasserkühlungskanäle ausgebildet sind, welche mit Kühlwasser durch die Walzenenden hindurch von Wasserzuführungsleitungen in den Walzenantriebswellen 41 versorgt werden, welche mit Wasserzuführungsschläuchen 42 über Drehdurchführungsverbindungen 43 verbunden sind. Die Walze kann typischerweise einen Durchmesser von 500 mm und bis zu 2000 mm Länge aufweisen, um ein 2000 mm breites Bandprodukt zu erzeugen.
Die Pfanne 17 weist eine vollständig herkömmliche Konstruktion auf, und wird über ein Joch 45 von einem Deckenkran gehalten, sobald sie von einer Heißmetallaufnahmestation aus in eine Position gebracht werden kann. Die Pfanne ist mit einer Verschlußstange 46 ausgestattet, welche von einem Servozylinder bedienbar ist, um zu ermöglichen, daß geschmolzenes Metall aus der Pfanne durch eine Auslaßdüse 47 und eine feuerfeste Ummantelung 48 in den Verteiler 18 fließt. Der Verteiler 18 ist aus einer breiten Schale ausgebildet, die aus einem feuerfesten Material wie z. B. Magnesiumoxid (MgO) besteht. Eine Seite des Verteilers nimmt geschmolzenes Metall aus der Pfanne auf, und ist mit dem vorgenannten Überlauf 24 und dem Notstopfen 25 ausgestattet. Die andere Seite des Verteilers ist mit einer Reihe in Längsrichtung beabstandeter Metallauslaßöffnungen 92 versehen. Der untere Teil des Verteilers trägt Befestigungsträger 53 zum Anbringen des Verteilers auf dem Walzenwagenrahmen 31 und ist mit Öffnungen versehen, um Indexierungsstifte 54 auf dem Wagenrahmen aufzunehmen, um so den Verteiler genau zu lokalisieren.
Eine Zuführungsdüse 19 ist als ein länglicher Körper, bestehend aus einem feuerfesten Material, wie z. B. Aluminiumoxidgraphit, ausgebildet. Ihr Unterteil ist verjüngt, so daß er nach innen und unten zusammenläuft, so daß sie in den Spalt zwischen den Gießwalzen 16 vorragen kann. Sie ist mit einem Befestigungsträger 60 versehen, wodurch sie auf dem Walzenwagenrahmen abgestützt werden kann, und ihr oberer Teil ist mit nach außen ragenden Seitenflanschen 55 versehen, welche auf dem Befestigungsträger aufliegen.
Die Düse 19 kann eine Reihe horizontal beabstandeter im Allgemeinen sich vertikal erstreckender Durchflusskanäle aufweisen, um eine geeignet langsame Abgabe des Metalls über die gesamte Breite der Walzen zu erzeugen, und das geschmolzene Metall in den Spalt zwischen den Walzen ohne direktes Auftreffen auf den Walzenflächen, bei welchen die anfängliche Erstarrung auftritt, zuzuführen. Alternativ kann die Düse nur einen einzigen zusammenhängenden Schlitzauslaß besitzen, um einen langsamen Vorhang aus geschmolzenem Metall direkt in den Spalt zwischen den Walzen zu liefern und/oder sie kann in das geschmolzene Metallbad eingetaucht sein.
Das Bad ist an den Enden der Walzen durch ein Paar von Seitenverschlußplatten 56 verschlossen, welche gegen stufenförmige Enden 57 der Walzen gehalten werden, wenn sich der Walzenwagen in der Gießstation befindet. Die Seitenverschluß platten 56 bestehen aus einem starken feuerfesten Material, wie z. B. Bornitrid und besitzen bogenförmige Seitenränder 81, um der Krümmung der gestuften Enden 57 der Walzen zu folgen. Die Seitenplatten können in Plattenhaltern 82 montiert sein, welche in der Gießstation durch die Betätigung eines Paares hydraulischer Zylindereinheiten 83 beweglich sind, um die Seitenplatten in Eingriff mit den Stufenenden der Gießwalzen zu bringen, um Endverschlüsse für das geschmolzene Metallbad zu erzeugen, das auf den Gießwalzen während des Gießvorgangs ausgebildet wird.
Während des Gießvorgangs wird die Pfannenverschlußstange 46 betätigt, um das Auslaufen des geschmolzenen Metalls aus der Pfanne in den Verteiler durch die Metallzuführungsdüse hindurch zu ermöglichen, wenn es zu den Gießwalzen fließt. Das saubere Kopfende des Bandproduktes 20 wird durch die Betätigung eines Schürzentisches 96 zu den Klauen der Wickelmaschine 21 geführt. Der Schürzentisch 96 hängt an Schwenkbefestigungselementen 97 an dem Hauptrahmen und kann zu der Wickelmaschine hin durch die Betätigung einer hydraulischen Zylindereinheit 98 geschwenkt werden, nachdem das saubere Kopfende ausgebildet worden ist. Der Tisch 96 kann gegen eine obere Bandführungsklappe 99 arbeiten, die von einer Kolben- und Zylindereinheit 121 betätigt wird, und das Bandprodukt 20 kann zwischen einem Paar Vertikalseitenwalzen 102 eingeschlossen werden. Nachdem das Kopfende in die Klauen der Wickelmaschine geführt worden ist, wird die Wickelmaschinen gedreht, um das Bandprodukt 20 aufzuwickeln, und der Schürzentisch kann in seine Ruheposition zurückschwenken, in welcher er einfach von dem Maschinenrahmen ohne das Produkt herunterhängt, welches direkt in die Wickelmaschine 21 geführt wird. Das sich ergebende Bandprodukt 20 kann anschließend auf die Wickelmaschine 22 übertragen werden, um eine Endwickel für den Abtransport aus der Gießmaschine zu erzeugen.
Vollständige Einzelheiten einer Doppelwalzengießmaschine der in den 12 bis 16 dargestellten Art sind vollständiger in unseren U.S. Patenten 5,184,668 und 5,277,243 und in unserer internationalen Patentanmeldung PCT/AU 93/00593 beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Kupferumfangswände der Walzen 16 sandgestrahlt werden, so daß sie eine Zufallstextur diskreter spitzzulaufender Vorsprünge mit der erforderlichen Tiefe und Oberflächendichte besitzen, und diese Textur kann mit einer dünnen Chromplattierung geschützt werden. Alternativ könnten die Kupferwände der Walzen mit Nickel beschichtet und die Nickelbeschichtung sandgestrahlt werden, um die erforderliche Zufallsoberflächentextur zu erhalten. In einer weiteren Alternative kann eine Legierung, wie z. B. eine "HASTALLOY C" oder "T 800"-Legierungsmaterial auf den Kupferwänden der Gießwalzen elektrisch abgeschieden werden.
27 stellt eine typische Oberflächentextur dar, welche gemäß der Erfindung erzeugt wurde.

Claims

Verfahren zum Stranggießen von Stahlband mit den folgenden Schritten: Halten eines Gießbads aus geschmolzenem Stahl auf einer oder mehreren gekühlten Gießflächen und Bewegen der gekühlten Gießfläche(n), um ein sich vom Gießbad wegbewegendes erstarrtes Band herzustellen, wobei die oder jede Gießfläche durch ein Zufallsmuster diskreter Vorsprünge mit spitzzulaufenden Spitzen mit einer Oberflächenverteilung zwischen 10 und 100 Spitzen pro mm² und einer mittleren Höhe von mindestens 10 Mikrometern texturiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mittlere Höhe der diskreten Vorsprünge mindestens 20 Mikrometer beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Band mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40 Metern pro Minute vom Gießbad wegbewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Band mit einer Geschwindigkeit zwischen 50 und 65 Metern pro Minute vom Gießbad wegbewegt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der geschmolzene Stahl ein rückstandsarmer Stahl mit einem Schwefelgehalt von höchstens 0,025% ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Paar der Gießflächen vorhanden ist, die durch Umfangsflächen eines Paars paralleler Gießwalzen gebildet sind, die einen Spalt dazwischen bilden, der geschmolzene Stahl in den Spalt zwischen den Gießwalzen eingelei tet wird, um das Gießbad zu erzeugen, das auf den Gießflächen der Walzen unmittelbar über dem Spalt gehalten wird, und die Gießwalzen gedreht werden, um das erstarrte Band nach unten aus dem Spalt abzugeben.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der geschmolzene Stahl in den Spalt zwischen den Gießwalzen über eine Metallabgabedüse abgegeben wird, die über dem Spalt angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die oder jede Gießfläche durch einen sandgestrahlten Untergrund gebildet ist, der durch eine Schutzbeschichtung abgedeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Schutzbeschichtung eine elektroplattierte Metallbeschichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Untergrund Kupfer ist und die plattierte Beschichtung aus Chrom besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die oder jede Gießfläche eine sandgestrahlte Oberfläche ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die sandgestrahlte Oberfläche aus Nickel gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die oder jede Gießfläche durch eine Beschichtung gebildet ist, die auf einen Untergrund abgeschieden ist, um die Zufallstextur dieser Oberfläche zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Beschichtung durch chemisches Abscheiden gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Beschichtung durch elektrolytisches Abscheiden gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Beschichtung aus einem Material gebildet ist, das eine geringe Affinität für die Oxidationsprodukte im geschmolzenen Stahl hat, so daß der geschmolzene Stahl selbst größere Affinität für das Beschichtungsmaterial hat und daher vorzugsweise eher die Beschichtung als die Oxidationsprodukte benetzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Beschichtung aus einer Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Beschichtung aus einer Legierung aus Nickel, Molybdän und Cobalt gebildet ist.
Vorrichtung zum Stranggießen von Bandstahl mit einem Paar Gießwalzen, die einen Spalt dazwischen bilden, einer Abgabedüse für geschmolzenen Stahl zum Abgeben von geschmolzenem Stahl in den Spalt zwischen den Walzen, um ein Gießbad aus geschmolzenem Stahl zu bilden, das auf den Gießwalzen unmittelbar über dem Spalt gehalten wird, und einer Walzenantriebseinrichtung, um die Gießwalzen in gegenläufigen Drehrichtungen anzutreiben, um ein erstarrtes Stahlband zu erzeugen, das aus dem Spalt nach unten abgegeben wird, wobei die Gießflächen der Walzen jeweils durch ein Zufallsmuster diskreter Vorsprünge mit spitzzulaufenden Spitzen mit einer Oberflächenverteilung zwischen 10 und 100 Spitzen pro mm² und einer mittleren Höhe von mindestens 10 Mikrometern texturiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die mittlere Höhe der diskreten Vorsprünge mindestens 20 Mikrometer beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, wobei die Gießflächen der Walzen jeweils durch einen sandgestrahlten Untergrund gebildet sind, der durch eine Schutzbeschichtung abgedeckt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Schutzbeschichtung eine elektroplattierte Metallbeschichtung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Untergrund Kupfer ist und die plattierte Beschichtung aus Chrom besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, wobei die Gießflächen der Walzen sandgestrahlte Oberflächen sind.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die sandgestrahlten Oberflächen der Walzen aus Nickel gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, wobei die Gießflächen der Walzen jeweils durch eine Beschichtung gebildet sind, die auf einen Untergrund abgeschieden ist, um die Zufallstextur der Oberfläche zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Beschichtung durch chemisches Abscheiden gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Beschichtung durch elektrolytisches Abscheiden gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei die Beschichtung aus einer Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei die Beschichtung aus einer Legierung aus Nickel, Molybdän und Cobalt gebildet ist.