DE69927213T2

DE69927213T2 - Vorrichtung zum Doppelbandgiessen mit formschlüssig ineinander greifenden Seitendammblöcken

Info

Publication number: DE69927213T2
Application number: DE69927213T
Authority: DE
Inventors: John Dompas; Stanley E. Fairfax Aylward; William R. Colchester Hazelett
Original assignee: Hazelett Strip Casting Corp
Current assignee: Hazelett Strip Casting Corp
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP4477166B2; EP0974413A1; EP0974413B8; CA2277512C; CA2277512A1; EP0974413B1; ATE304418T1; JP2000190055A; BR9915374A; DE69927213D1; ES2245063T3; US5964276A

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Stranggießens von Metallschmelze durch Gießen des Metalls in Metallgießmaschinen mit sich kontinuierlich bewegenden Bändern, die ein oder mehrere endlose, flexible, bewegliche wärmeleitende Gießbänder, z. B. metallische Gießbänder, verwenden. Ein solches Band oder solche Bänder bilden einen beweglichen Formhohlraum oder Formraum, an dem sich das Band oder die Bänder kontinuierlich entlang bewegen, wodurch nachfolgende Flächen jedes Bands in den Formhohlraum eintreten, sich am Formhohlraum entlang bewegen und anschließend den Formhohlraum verlassen. Normalerweise ist das Produkt von solchem Stranggießen eine kontinuierliche Bramme, Platte, Blech bzw. Bahn oder Dünnbramme oder ein allgemein rechtwinkliger kontinuierlicher Barren.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Stranggießmaschine mit formschlüssig ineinandergreifenden bzw. verkeilten Kantendamm- oder Seitendammblöcken, die zum Zusammenbau mit nachfolgenden benachbarten Blöcken in verkeiltem gegenseitigem Eingriff auf einem endlosen flexiblen Schleifenteil, z. B. einem flexiblen Band, Streifen, Gurt, Kabeln, Drahtseilen o. ä., konfiguriert sind, um endlose Schleifenkantendämme zu bilden.
Eine flexible Kantendamm- oder Seitendammkette wird hergestellt durch Aneinanderfügen einzelner getrennter Kantendammblöcke, gewöhnlich aus Metall, auf einem endlosen flexiblen metallischen Schleifenspannungsteil, z. B. einem Band, gefolgt von Verschweißen dieses Bands zu einer Schleife vor Einbau des letzten Kantendammblocks, wobei die Technik geteilter Blöcke zum Einsatz kommt, die in der US-A-3865176 (Dompas et al.) beschrieben ist. Normalerweise verwendet man die Schleifenkantendämme in Paaren, die sich zusammen mit dem Band oder den Bändern bewegen, um das Abgrenzen und Abdichten eines Formhohlraums oder -raums zu komplettieren. Alternativ kann ein Paar Drahtseile das Band ersetzen.
Die Kantendämme des Stands der Technik sind in den hierin aufgeführten Patenten beschrieben. Die aneinanderstoßenden Flächen der Dammblöcke sind gemäß den aufgeführten Patenten normalerweise flach oder liegen effektiv in einer Ebene. Diese Stoßebene ist normalerweise senkrecht zum Formhohlraum. Im großen und ganzen lösen diese bekannten Kantendämme nahezu die o. g. Probleme, dem erstarrenden Metall eine kontinuierliche, ununterbrochene Oberfläche zu bieten, an der es zu vergießen ist. Freilich müssen der Gurt oder die Drahtseile, die die Blöcke tragen und sie zu einer Kette vereinigen, lose in die entsprechenden Schlitze oder Löcher in den Blöcken eingepaßt sein, damit sich jeder Block über die Länge des Gurts oder der Drahtseile selbst justieren kann. Allerdings kann diese nötige Lockerheit ein Kippen der Blöcke ermöglichen, wenn sie sich im Gießabschnitt der Gießmaschine befinden, insbesondere das Kippen hoher Blöcke, die zum Gießen dicker Profile verwendet werden, z. B. Drahtbarren.
Die Schleifenkantendämme sollten der Metallschmelze eine glatte, kontinuierliche, im wesentlichen ununterbrochene Oberfläche bieten. Leicht gekippte oder schräggestellte Dammblöcke bewirken, daß die Kante einer erstarrten Metallbramme entsprechend gezackt oder unstetig ist. Dann kann es zu Reißen oder Brechen an solchen Spannungskonzentrationspunkten kommen, entweder sofort oder beim Walzen oder später bei der Fertigung von Endprodukten. Besonders akut kann das Problem beim Gießen des allgemein rechtwinkligen Barrens sein, der zu Draht zu ziehen ist, insbesondere Kupferdraht. Das intensive Drahtziehverfahren führt zu Überlappungen an solchen Unstetigkeiten und somit zu Splittern und Rissen. Dadurch kann Feindraht in den Ziehdüsen brechen, oder Draht kann im elektrischen Einsatz lokal überhitzen.
Ein zweites unerwünschtes Ergebnis gekippter oder schräggestellter Kantendammblöcke ist, daß es zu ungleichmäßigem Kontakt mit feststehenden Längskantendammführungen kommt. Solche Führungen werden beim Gießen von Barrenformen verwendet. Sie bilden eine erhebliche Wärmesenke; durch ihren Kontakt mit den Außenflächen der vorbeilaufenden Kantendammblöcke ziehen die Führungen Wärme ab und leiten die Wärme zum Kühlwasser in dem durch jede von ihnen gebohrten Kanal. Ungleichmäßiger Kontakt zwischen Führungen und Dammblöcken verlangsamt nicht nur den Erstarrungsprozeß; die starken Unstetigkeiten der Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen benachbarten fehlausgerichteten Kantendammblöcken verschärfen die o. g. Probleme durch zusätzliche Kristallunstetigkeiten und Innenspannungen. Außerdem wird durch die resultierenden Temperaturdifferenzen das unmittelbare Walzen des Warmgußbarrens bei Warmbearbeitung von Punkt zu Punkt ungleichmäßig schwer.
Die o. g. Mängel werden mit einer Maschine gemäß den Ansprüchen überwunden.
Insbesondere läßt sich das o. g. Problem der Fehlausrichtung von Kantendammblöcken und der resultierenden nachteiligen Unstetigkeiten der Gießkantenflächen eines Stranggußprodukts dadurch lösen oder im wesentlichen überwinden, daß man die aneinanderstoßenden Querseiten der Kantendammblöcke so formt, daß sie formschlüssig ineinandergreifen bzw. sich verkeilen, d. h. sich ausgerichtet zusammenfügen oder ineinandergreifen, wobei sie genau zueinander weisen, wenn sie voll anstoßen. Jede von vielen unterschiedlichen Formen dieser Stoßflächen kann dieses Ziel erreichen, solange eine Fläche in eine entsprechende Matrixfläche ihres Nachbarblocks eingreift und solange die Kanten, die von Metallschmelze berührt werden, gegen das Eindringen von Metallschmelze abdichten. Ein einstückiger Keil oder keilartiger Ansatz erstreckt sich über die Höhe einer Stoßfläche und senkrecht zur Ebene des Gießbands oder der Gießbänder, wobei diese Fläche in eine entsprechende Keilnut in der Stoßfläche im Nachbarkantendammblock eingreift. Eine weitere Ausführungsform realisiert eine Verkeilungsbeziehung durch Nutzung zweier Stifte in einer Fläche jedes Blocks, wobei die beiden Stifte in zwei entsprechende Buchsen in der Gegenfläche eingreifen. Jede Eingriffsform und entsprechende Matrixform, die an einem beliebigen Paar benachbarter Blocke verwendet wird, kommt für alle Kantendammblöcke einer Kantendammkette zum Einsatz.
Die beigefügten Zeichnungen sind Teil dieser Beschreibung zur Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung.
Weitere Aufgaben, Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden näheren Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor, die zur Veranschaulichung dienen und nicht unbedingt maßstabs- oder orientierungsgerecht sind und die Erfindung nicht einschränken sollen. Entsprechende Bezugszahlen kommen durchweg zur Bezeichnung gleicher Komponenten oder Elemente in den verschiedenen Darstellungen zum Einsatz. Große Konturpfeile zeigen "stromabwärts" in Längsorientierung (stromaufwärts-stromabwärts), weshalb diese Pfeile die Produktflußrichtung vom Eingang zum Ausgang bezeichnen. Einfache Einlinienpfeile geben die Bandbewegungsrichtung an. Langgestreckte Konturdreiecke bezeichnen eine gleichmäßige Bewegungsrichtung der Kantendämme und ihrer sie bildenden Blöcke zur Erläuterung. Die Orientierung der Blöcke kann von stromaufwärts zu stromabwärts gegenüber der in den Zeichnungen angegebenen Richtung umgekehrt sein, wenn dies für einen vorgegebenen Schleifenkantendamm durchweg gleichmäßig geschieht.
1 ist eine Seitenansicht einer Doppelband-Stranggießmaschine. Gemäß dieser Ansicht könnte der Schleifenkantendamm dem Stand der Technik oder der Erfindung entsprechen.
2 ist eine Draufsicht auf eine Linie von Kantendammblöcken gemäß dem Stand der Technik. Einige Blöcke sind hier an den Enden entfernt, um den flexiblen metallischen Gurt freizulegen, der die Blöcke zu einem Schleifenkantendamm zusammenfügt.
3 ist eine Untersicht auf eine Linie von Kantendammblöcken gemäß dem Stand der Technik. Einige Blöcke sind hier an den Enden entfernt, um den flexiblen metallischen Gurt freizulegen, der die Blöcke zu einem Schleifenkantendamm zusammenfügt.
4 ist eine Draufsicht auf die Kantendammblöcke als Beispiel für die Bildung eines teils der erfindungsgemäßen Maschine. Hier sind Blöcke an den Enden entfernt, um den fle xiblen metallischen Gurt freizulegen, der die Blöcke zu einem Schleifenkantendamm zusammenfügt.
5 ist eine Isometrie eines der Kantendammblöcke von 4 von oben.
6 ist eine Isometrie des Kantendammblocks von 4 und 5 von unten.
6A zeigt eine Ausrundung unter der einstückigen Keilnut von 5 und 6.
6B zeigt einen Abschnitt einer Linie von Dammblöcken gemäß 4, 5 und 6, die alle in einer senkrechten Längsebene gekippt und fehlausgerichtet sind. Bänder sind nicht gezeigt.
7 ist eine Queransicht eines Kantendammblocks, der zwei Ausrichtungsstifte nutzt, im Blick von der Buchsenseite.
8 ist eine Querschnittseitenansicht des Kantendammblocks von 7. Der Schnitt ist an der Linie 8-8 von 7 dargestellt.
9 ist eine Isometrie eines zwei Ausrichtungsstifte nutzenden Kantendammblocks von unten und von der Stiftseite.
10 ist ein Querschnitt des Formbereichs einer Doppelband-Barrenstranggießmaschine und zeigt die gekühlten Seitenführungen des Stands der Technik für die Kantendämme. Der Schnitt ist an der Linie 10-10 in 1 dargestellt.
11 ist eine Seitenansicht, die dem unteren Abschnitt von 1 entspricht, und zeigt schematisch eine aufwärts wirkende "Backbreaker"- (Anhebe-) Vorrichtung des Stands der Technik zur Beibehaltung eines Nullspiels zwischen den Kantendammblöcken in einer Kette.
12 ist eine etwas schräg gezeigte Ansicht eines Dammblocks von unten mit großen Ausrundungsradien, die unterschnitten oder versenkt sind.
Die Beschreibung bezieht sich auf eine Doppelband-Gießmaschine 20, die normalerweise einen Ober- und einen Unterwagen zum Umlaufenlassen eines oberen bzw. eines unteren Gießbands 22 und 24 hat.
1 ist eine Seitenansicht einer Doppelband-Gießmaschine 20 im Blick von der Außenbordseite. Der Oberwagen ist mit U bezeichnet, der Unterwagen mit L. Über Metallschmelzen- Einspeisetechnik (nicht gezeigt), die in der Technik von Stranggießmaschinen bekannt ist, wird Metallschmelze in das Eingangsende 26 des beweglichen Formhohlraums oder Formraums C eingeleitet (1). Diese Einleitung von Metallschmelze ist durch den großen offenen Pfeil 25 links in 1 schematisch dargestellt, und ein offener Pfeil 29 rechts zeigt den Produktfluß. Ein Stranggußprodukt P rechts in 1 tritt aus dem Ausgangsende des beweglichen Formhohlraums C aus (Pfeil 30).
Die Ober- und Unterseite des beweglichen Formhohlraums C sind durch ein endlos umlaufendes oberes bzw. unteres endloses, flexibles, dünnes, wärmeleitendes Gießband 22 und 24 begrenzt. Normalerweise sind diese Gießbänder aus flexiblem Dünnblech hergestellt. Die Vorder- oder Arbeitsflächen der Gießbänder können geeignet behandelt sein, was in der Technik bekannt ist. Die Rückflächen werden normalerweise durch schnell bewegliches flüssiges Kühlmittel gekühlt.
Die beiden Lateralseiten des beweglichen Formhohlraums C sind darstellungsgemäß durch zwei umlaufende Blockketten-Kantendämme 32 begrenzt, die in der Technik bekannt sind. (In 1 ist nur ein Kantendamm 32 gezeigt.) Das untere Band 24 und die Blockketten 32 laufen gemäß der Darstellung durch Bewegungspfeile 34 um und werden darstellungsgemäß durch eine bogenförmige Anordnung aus Rollen 33 geführt, die stromaufwärts von einer unteren stromaufwärts liegenden Walzentrommel 36 gegenüber dem Eingangs- (Stromaufwärts-) Ende 26 des beweglichen Formhohlraums positioniert sind, und um einen ähnlichen Bogen aus Rollen 33, die stromabwärts von einer unteren Walzentrommel 38 gegenüber dem Ausgangsende des beweglichen Formhohlraums positioniert sind. Darstellungsgemäß läuft das obere Band 22 um eine stromaufwärts liegende obere Walzentrommel 27 und um eine stromabwärts liegende obere Walzentrommel 28 um. Der Aufbau und Betrieb solcher Doppelband-Gießmaschinen ist in der Technik von Metallgießmaschinen mit sich kontinuierlich bewegenden Bändern bekannt.
2 ist eine Draufsicht auf einige herkömmliche Kantendammblöcke 40, die auf einem Band 42 aneinandergereiht sind. 3 ist mit 2 identisch, allerdings im Blick von unten.
4 ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Form von erfindungsgemäßen Kantendammblöcken 44. Corson-Bronze ist ein bevorzugtes Material für diese Kantendammblöcke zum Gießen von Kupferbarren, ein Verfahren, in dem die Erfindung wichtig ist; siehe dazu die US-A-3865176 (Dompas et al.), die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. Kantendammblöcke aus Stahl sind beim Gießen von Aluminium von Nutzen.
5 und 6 sind Isometrien der gleichen bevorzugten Form von Kantendammblöcken 44; 5 ist eine Ansicht schräg von oben, und 6 ist eine Ansicht schräg von unten. Ein T-Schlitz 43 ergreift das den Kantendamm vereinigende metallische Band oder den Gurt 42 (4). Die Seite mit dem Keil ist hier willkürlich als Stromabwärtsseite festgelegt, da sie so orientiert ist, daß sie stromabwärts weist, wenn sie in den Abschnitt der Kantendammschleifen von 1 und 11 eingebaut ist, wo sie die Kanten der beweglichen Form bilden. Entsprechend ist die Keilnutseite oder genutete Seite als Stromaufwärtsseite bezeichnet. Der Bewegungsweg der Kantendammblöcke ist mit Strichlinien 52 angegeben. Ein einstückiger Keil 46 greift in eine Keilnut 48 ein. Fußausrundungen 54 und Schultern 57 der Keilnut 48 haben Radien von 1,2 bis 3 Millimeter; Außenkanten 53 und Fußausrundungen 59 des Keils 46 müssen entsprechend Radien von 1,2 bis 3 Millimeter haben, vermutlich wegen schneller Abkühlung durch Kühlmittel. Die T-Schlitzausrundungen 58 haben Radien bis etwa 0,8 mm. Fehlt einer der Radien 53, 54, 57, 58, 59 oder ist er rauh, so tritt dort wahrscheinlich Reißen aufgrund von zyklischer Wärmebeanspruchung auf.
In dem Fall, in dem Kantendammblöcke in den Formbereich etwas voneinander getrennt eintreten, kann ein Querfluß von Metallschmelze zwischen Blöcken auftreten und dort zu einer Rippe oder einem Grat erstarren, der am erstarrten Produkt unzweckmäßig haften bleibt. Im Stand der Technik könnte eine solche Rippe die volle Breite des Kantendammblocks haben. Das Vorhandensein des einstückigen Keils 46 in 5 und 6 stoppt den Metallschmelzenfluß an ihm vorbei, was zu einer (einem) kürzeren, weniger problematischen Rippe oder Grat um das Kantendammband oder den Gurt 42 führt. Um auch diese Restrippenbildung zu blockieren, kann der Keil 46 so seitwärts verschoben sein (nicht gezeigt), daß die Blockierung durch einen solchen bewegten Keil 46 nahe der Einwärts- (warmen) Fläche 90 des Kantendammblocks wirkt und sich so nach unten über den Gurt 42 hinaus erstreckt. Ähnlich kann der Keil 46 zur Verstärkung der rippenblockierenden Wirkung stark verbreitert sein (nicht gezeigt).
6A zeigt einen abgewandelten Kantendammblock 44A mit einer Verbesserung der Spannungskonzentration des Kantendammblocks von 5 und 6 durch das Ausschneiden einer Ausrundung 47 unter dem einstückigen Keil 46.
Unter einigen Bedingungen ist es von Vorteil, einen noch größeren Radius 55' in den Innenecken oder Ausrundungen zu haben, wo der einstückige Keil auf den Block trifft, d. h. einen Radius bis zu 5 Millimetern. Am besten erreicht man dies durch Unterschneiden, wobei der einstückige Keil 46 gemäß 12 auf dem Kantendammblock 55 versenkt ist.
6B zeigt ein Problem von Längskippen, das unter bestimmten Bedingungen bei der Ausrichtung von Kantendammblöcken auftreten kann, entweder von Kantendammblöcken 40 des Stands der Technik oder von verkeilten Kantendammblöcken der Erfindung, z. B. bei der Ausrichtung der verkeilten Kantendammblöcke 44, 44A oder 55. In 6B sieht man die verkeilten Kantendammblöcke 44 alle in die gleiche Richtung gekippt, d. h. in einer senkrechten Längsebene, was Leerräume 92 bildet, durch die Metallschmelze durchfließen und zu störenden Rippen oder Graten erstarren kann. In dieser Ansicht sind die Bänder nicht gezeigt. Das Problem mit Kippen tritt erst dann erheblich auf, wenn die Kantendämme ein wesentlich kleineres Längen-Höhen-Verhältnis in Längsrichtung als z. B. in 8 haben, in der LL die Länge in Längsrichtung und H die Höhe ist. Für die Kantendammblöcke gemäß 8 beträgt das Verhältnis LL/H etwa 0,65.
Eine alternative Form 60 von ineinandergreifenden Kantendammblöcken widmet sich diesem Kippproblem und ist in 7, 8 und 9 gezeigt. Diese verstifteten Kantendammblöcke verwenden jeweils ein Paar verschraubte austenitische rostfreie Stahlstifte 61 anstelle eines Keils und einer Keilnut. Zulaufende Spitzen 62 passen sich in Buchsen 64 in den Köpfen 63 der identischen Schraubstifte 61 im nächsten Kantendammblock ein. Diese Konfiguration mit Stiften, die in Buchsen eingreifen, widersteht Verdrehung, seitlicher (Quer-) Verschiebung und dämmt diese ein und widersteht ferner Kippen in der senkrechten Längsebene und dämmt dieses ein; (ein solches senkrechtes Längskippen ist in 6B gezeigt); der senkrechte Keil 46 widersteht Verdrehung und seitlicher (Quer-) Verschiebung, d. h. er widersteht seitlichem Verschieben oder seitlichem Verrutschen eines Blocks seitlich zu seinem benachbarten Block. Für extreme Beanspruchung sind die Stifte 61 aus rostfreiem Chromstahl der 400er Serie hergestellt und magnetisiert, um einander anzuziehen.
Verschiedene Formen der Stoßflächen von Kantendammblöcken können Teil der erfindungsgemäßen Maschine bilden. Am allgemeinsten weist eine Stoßfläche einen Vorsprung auf, während die gepaarte Fläche des anstoßenden Blocks eine entsprechende Aussparung aufweist, während jeder Austritt von Metallschmelze an ihren Stoßflächen vorbei verhindert ist. Die Anforderungen an die Stoßflächen sind im folgenden etwas abstrakt wiedergegeben. (1) Vorzugsweise müssen die Stromabwärtsflächen jeweils eine die Metallschmelze abdichtende, praktisch festgelegte Beziehung mit den Stromaufwärtsflächen so haben, daß beim Zusammendrücken der montierten Kantendammblöcke bis zum Anstoßen diese (a) nicht gegenseitig verdrehbar sind und auch (b) nicht nachteilig zueinander verrutschen können. Dazu kommt, daß sie (c) keine Metallschmelze durchlassen dürfen, wenn sie in eine Metallgießmaschine mit kontinuierlich beweglichen Bändern ordnungsgemäß eingebaut sind. Ferner müssen (2) alle derartigen Kantendammblöcke in einer Kantendammkette funktionell identisch sein. Das heißt, sie müssen alle gegenseitig dahingehend austauschbar sein, daß jede Stromabwärtsstoßfläche an jedem funktionell relevanten Punkt den gleichen Orthogonalabstand von ihrer eigenen Stromaufwärtsstoßfläche hat, mißt man ihn in Orthogonalrichtung parallel zur Richtung der Gießbahn. Veranschaulicht ist dies in 4 durch die parallelen, gleich langen Pfeile 70, die im wesentlichen die gesamte Konfiguration jedes Gesamtblocks darstellen sollen. Jede Stoßfläche muß eine Matrix für den Funktionsabschnitt ihrer gepaarten Stoßfläche bilden. Alle Stoßflächen müssen eine gegenseitig komplementäre Form an jenen Kanten haben, wo Aus- oder Eintritt von Metallschmelze zu verhindern ist. Allerdings brauchen jene zueinander weisenden Flächen, die für die gegenseitige Ausrichtung bedeutungslos und die für die Abdichtung gegen das Eindringen von Metallschmelze unwichtig sind, einander nicht zu berühren. In diesen Flächen können Spielräume, offene Räume wie im notwendigen Fall der Buchsen 66 zum Aufnehmen der Köpfe 63 der Stifte in 8 zulässig sein.
Weshalb wird zuvor davon gesprochen, daß die Kantendammblöcke in Relation zueinander "praktisch" festgelegt sind und sie nicht "nachteilig" zueinander verrutschen dürfen? Grund ist, daß ein Kippen gemäß 6B der Kantendammblöcke 44 in Bewegungsrichtung der Bänder 22, 24 und Kantendämme 32 kein ernstes Problem wurde; somit bildet das zuvor beschriebene Vorhaben, eine mit Senkrechtkeil versehene Fläche mit einer senkrechten Keilnut in der Gegenfläche zu kombinieren, eine nützliche und vorteilhafte Konfiguration. In der Praxis verhinderten andere Kräfte in der Stranggießmaschine und der Gebrauch gewöhnlicher Blockkonfigurationsverhältnisse LL/H über etwa 0,65 erhebliches Längskippen. Als Gesamtergebnis wird der Metallschmelze eine ausgerichtete, ineinandergreifende Oberfläche präsentiert, die frei von Verkippungen, Stufen oder Verdrehungen ist.
Vorhanden sind Kantendammführungen 72, die auch als Seitenführungen bekannt und im Querschnitt in 10 gezeigt sind. Diese dienen zum Führen des Wegs der Kantendämme trotz des Drucks der metallostatischen Höhe von Metallschmelze im Formbereich. Eine zweite Funktion der Seitenführungen ist, daß sie zum Abkühlen und Erstarren des Gußbarrenprodukts beitragen, während der Barren von außen nach innen erstarrt. Dazu halten diese Kantendammführungen die Kantendammblöcke mit dem Produkt in Kontakt. Ein in die Kantendammführung gebohr ter Wasserdurchgang 74 führt die Wärme ab, die so zu den Kantendammführungen 72 geleitet wird. Wie Wärmeübertragungspfeile 76 zeigen, wird diese Kühlfunktion als Ergebnis des Wärmestroms 76 durch die zuverlässige Ausrichtung der Dammblöcke 44, 44A, 55 oder 60 zusammen mit dem zuverlässigen Kontakt der Führung 72 mit im wesentlichen der gesamten zur Führung weisenden Oberfläche 78 jedes Dammblocks auf die durch die Erfindung mögliche Art und Weise stark erleichtert. Der gleichmäßige Kontakt durch diese vorbestimmte genaue Ausrichtung, für den der Verkeilungseingriff aneinanderstoßender Blöcke sorgt, ermöglicht schnellere und gleichmäßigere Kühlung des erstarrenden Barrenprodukts mit einer sich daraus ergebenden besseren Qualität des Gußerzeugnisses.
SPANNUNGSSTEUERUNG
11 ist eine Seitenansicht eines endlosen Schleifenkantendamms 32, der in seinem Verlauf durch einen "Backbreaker"- (Anhebe-) Mechanismus 80 geändert wird. Dem liegt die Aufgabe zugrunde, die Kantendammblöcke 44 usw. beim Gießen eng aneinanderliegend zu halten, und dies trotz der Wärmeexpansions- und Wärmekontraktionsvorgänge, die die Kantendammblöcke bei ihrem Umlauf durch den Formbereich C der Gießmaschine erfahren. Dazu soll der sogenannte Backbreaker 80 seinen Rollkopf 82 in einer Ebene des Schleifenkantendamms in eine höhere Position beim Anlauf als jene bewegen, die der Rollkopf 82 später einnimmt, wenn die Dammblöcke, die er im Schleifenkantendamm spannt, recht warm und damit alle gedehnt sind und mehr Raum benötigen. Der Betrieb dieses aufwärts wirkenden Backbreakers ist in den US-A-3865176 und 4155396 (beide für Dompas et al.) beschrieben, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen sind. Das Verkürzungsprinzip der Effektivlänge des Schleifenkantendamms durch Ablenken seines Verlaufs ist in 3 jeder dieser aufgeführten Patentschriften dargestellt.
Der Backbreaker-Rollkopf 72 ist durch eine andere Einrichtung als durch die Feder 84 gemäß 11 einstellbar. Eine weitere Möglichkeit ist in der US-A-4934441 (Wood et al.) beschrieben, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen ist. In deren 3 und 4 ist ein hy draulisch betätigter Hubmechanismus für eine weiter entwickelte Version eines aufwärts wirkenden Backbreakers gezeigt. Ein Druckkraftgeber kann zugefügt sein, um die Kraft zu messen, die auf den Schleifendamm ausgeübt wird, und das Spiel und die Spannung des Kantendamms automatisch zu steuern.
Routinemäßig werden Kantendammblöcke durch Wasserstrahlen (nicht gezeigt) gekühlt, die auf die Rücklaufstrecke 32' des Kantendamms wirken (1). Die warme Innenfläche 90 der Blöcke, z. B. des Blocks 55 in 12, wird durch das dort wirkende Kühlwasser am stärksten beansprucht, wodurch Risse in dieser Fläche und sogar Abplatzungen an Außenkanten anderswo auftreten. Indem man Kühlwasser hauptsächlich auf die Außenfläche 78 der Kantendammblöcke beschränkt, mildert man diese Bedingungen.
Obwohl spezifische, derzeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung hierin näher offenbart wurden, sollte deutlich sein, daß diese Beispiele für die Erfindung zur Veranschaulichung beschrieben wurden. Diese Offenbarung ist nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung zu verstehen, da die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen vom Fachmann in der Technik des Stranggießens von Metallen in Details geändert werden können, um diese Verfahren und Vorrichtungen so anzupassen, daß sie in speziellen Gießmaschinen oder Situationen von Nutzen sind, ohne vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche abzuweichen. Beispielsweise betraf die vorstehende Diskussion eine nahezu waagerechte Doppelband-Gießmaschine mit einem Ober- und Unterwagen, wogegen die Erfindung in Gießmaschinen beschrieben und ausgeführt werden kann, die in jedem Winkel von waagerecht bis senkrecht nach unten arbeiten. Wiederum kann die Erfindung für Einband-Gießmaschinen beschrieben und ausgeführt werden, die einen relativ flachen Gießbereich entlang einem Weg mit großem Radius haben, wobei die Form der Kantendammblöcke in entsprechenden Radialkoordinaten ausgedrückt wird. Weiterhin kann die Orientierung der Kantendammblöcke gegenüber der hier gezeigten von stromabwärts nach stromaufwärts umgekehrt sein.

Claims

Mit beweglichen Bändern arbeitende Stranggießmaschine mit einem oberen und einem unteren kontinuierlichen Gießband, die eine Ober- und eine Unterseite eines beweglichen Formgießbereichs bilden, und Kantendammblöcken, die Lateralseiten des Gießbereichs bilden und mit stoßfähigen Stromaufwärtsflächen, die zu stoßfähigen Stromabwärtsflächen benachbarter Blöcke weisen, zusammengebaut sind, was einen endlosen Kantendamm zum Umlaufen auf einem vorgewählten Weg zur Bildung einer Begrenzung des beweglichen Gießbereichs bildet, um Metallschmelze im Gießbereich zu halten, wobei jeder derartige Kantendammblock aufweist: eine stoßfähige Stromaufwärtsfläche, die in verkeilter Beziehung mit einer stoßfähigen Stromabwärtsfläche eines benachbarten Blocks eingriffsfähig ist, und eine stoßfähige Stromabwärtsfläche, die in verkeilter Beziehung mit einer stoßfähigen Stromaufwärtsfläche eines benachbarten Blocks eingriffsfähig ist; eine Einwärtsseite, die zum Gießbereich weist, wobei die Einwärtsseite in direktem Kontakt mit Metallschmelze im Gießbereich steht; wobei die stoßfähige Stromaufwärtsfläche einen Längsvorsprung aufweist und die stoßfähige Stromabwärtsfläche eine sich längs erstreckende Aussparung aufweist, die eine gegenseitig komplementäre Form zum Vorsprung der stoßfähigen Stromaufwärtsfläche eines benachbarten Blocks zum Verhindern von erheblichem Eindringen von Metallschmelze zwischen benachbarten Blöcken aufweist; und wobei die Blöcke zwischen dem oberen und unteren Gießband angeordnet sind und sich der Längsvorsprung und die sich längs erstreckende Aussparung im wesentlichen vom oberen Gießband im wesentlichen zum unteren Gießband erstrecken und Metallschmelze daran hindern, aus der ersten und zweiten Lateralseite des Gießbereichs auszutreten.
Maschine nach Anspruch 1, wobei: die verkeilte Beziehung zwischen benachbarten Blöcken relative Translationsbewegungen zwischen ihnen in einer Richtung zum oder weg vom Gießbereich (C) mit beweglicher Form im wesentlichen verhindert.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die sich längs erstreckende Aussparung mindestens eine Keilnut aufweist, während der Längsvorsprung mindestens einen entsprechenden einstückigen keilartigen Ansatz aufweist, der in die Keilnut eines benachbarten Blocks eingriffsfähig ist.
Maschine nach Anspruch 3, wobei: die Längsvorsprünge der Kantendammblöcke keilartige Ansätze aufweisen und wobei: Außenkanten (53) der keilartigen Ansätze (46) gerundet sind; Fußausrundungen (59) der keilartigen Ansätze (46) gerundet sind; Schultern (57) jeder Keilnut (48) gerundet sind; Fußausrundungen (54) jeder Keilnut (48) gerundet sind; und solche gerundeten Bereiche Radien (53, 54, 57, 59) in einem Bereich zwischen etwa 1,2 Millimeter und etwa 3 Millimeter haben.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: eine der stoßfähigen Flächen der Kantendammblöcke mindestens zwei Rundstifte (61) mit vorstehenden zulaufenden Enden (62) aufweist; und die andere der stoßfähigen Flächen mindestens zwei entsprechende zulaufende Aussparungen (64) zum Aufnehmen der vorstehenden zulaufenden Enden (62) der beiden Stifte (61) eines benachbarten Blocks in gepaarter Beziehung aufweist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kantendammblöcke einen endlosen Schleifenkantendamm (32) bilden, der mindestens ein vereinigendes Schleifenspannungsteil aufweist, wobei: stoßfähige Stromaufwärtsflächen der Kantendammblöcke im endlosen Schleifenkantendamm (32) an stoßfähige Stromabwärtsflächen benachbarter Kantendammblöcke über den gesamten endlosen Schleifenkantendamm (32) in verkeilter Beziehung anstoßen.
Maschine nach Anspruch 6, ferner mit: mehreren Kantendammblöcken (44, 44A, 55, 60), die am Spannungsteil angeordnet sind; wobei jeder am Spannungsteil angeordnete Kantendammblock eine stoßfähige Stromaufwärtsfläche hat, die in aneinanderstoßender verkeilter Beziehung mit einer stoßfähigen Stromabwärtsfläche eines benachbarten Blocks eingriffsfähig ist; und jeder am Spannungsteil angeordnete Kantendammblock eine stoßfähige Stromabwärtsfläche hat, die in aneinanderstoßender verkeilter Beziehung mit einer stoßfähigen Stromaufwärtsfläche eines benachbarten Blocks eingriffsfähig ist.
Maschine nach Anspruch 6 oder 7 mit: einem gewissen Leerraum entlang jedes der flexiblen Spannungsteile zum Bilden von Spiel zwischen einigen der Kantendammblöcke in jedem endlosen Kantendamm; und einem Ablenkmechanismus zum gegenseitigen Ausrichten zusammengedrückter paarbarer Oberflächen in ineinandergreifender verkeilter Beziehung zum Absorbieren des Spiels zwischen den Kantendammblöcken durch flexibles Ablenken eines Verlaufs jedes Kantendamms in einer vorgewählten Ebene.
Maschine nach Anspruch 8, ferner mit: Spannungserfassung in den flexiblen Spannungsteilen; und Einstellen der Spannung zum Beseitigen des Spiels zur Optimierung der Dichtheit zwischen zusammengedrückten gepaarten Oberflächen der Kantendammblöcke in jedem Kantendamm.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: der Vorsprung ein Keil (46) ist, der sich entlang der paarbaren Oberfläche des Blocks senkrecht erstreckt; und die Aussparung eine Keilnut (48) ist, die sich entlang der paarbaren Oberfläche des benachbarten Blocks zum enganliegenden Aufnehmen des Keils darin senkrecht erstreckt.
Maschine nach Anspruch 10, wobei: der Keil an seinem unteren Abschnitt unterschnitten ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: die Kantendammblöcke in den mehreren Kantendammblöcken in Gesamtkonfiguration im wesentlichen miteinander identisch sind.
Maschine nach Anspruch 12, wobei: jeder Kantendammblock (44, 44A, 55, 60) in den mehreren Kantendammblöcken eine paarbare Stromaufwärtsfläche und eine paarbare Stromabwärtsfläche hat; und jeder Punkt auf der paarbaren Stromaufwärtsfläche jedes Kantendammblocks im wesentlichen den gleichen Abstand von jedem Punkt auf der paarbaren Stromabwärtsfläche des Kantenblocks in der Messung in Parallelrichtung zur Begrenzung der beweglichen Form hat.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Gießbereich mit beweglicher Form mindestens eine Begrenzung hat, die durch ein umlaufendes Gießband festgelegt ist, das sich am Gießbereich entlang bewegt, wobei: eine der stoßfähigen Flächen mindestens eine Keilnut (48) aufweist, die senkrecht zum Gießband in einem Bereich orientierbar ist, in dem sich das Gießband am Gießbereich entlang bewegt; die andere der stoßfähigen Flächen mindestens einen einstückigen Keil (46) aufweist, der senkrecht zum Gießband in dem Bereich orientierbar ist, um in die Keilnut (48) in einer stoßfähigen Fläche eines benachbarten Blocks eingriffsfähig zu sein; die andere stoßfähige Fläche ein Paar parallele unterschnittene Ausrundungen aufweist, die sich entlang entgegengesetzter Seiten des Keils erstrecken; und jede der unterschnittenen Ausrundungen einen Radius in einem Bereich von etwa 3 Millimeter bis etwa 5 Millimeter hat.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Gießbereich mit beweglicher Form mindestens eine Begrenzung hat, die durch ein umlaufendes Gießband festgelegt ist, das sich am Gießbereich entlang bewegt, wobei: eine der stoßfähigen Flächen mindestens eine Keilnut (48) aufweist, die senkrecht zum Gießband in einem Bereich orientierbar ist, in dem sich das Gießband am Gießbereich entlang bewegt; die andere der stoßfähigen Flächen mindestens einen einstückigen Keil (46) aufweist, der senkrecht zum Gießband in dem Bereich orientierbar ist, um in die Keilnut (48) in einer stoßfähigen Fläche eines benachbarten Blocks eingriffsfähig zu sein; die Keilnut (48) eine Breite in einer zur Metallschmelze hin- und von ihr wegführenden Richtung hat und die Breite der Keilnut etwa ein Drittel einer Gesamtbreite des Kantendammblocks in dieser Richtung beträgt; und der Keil (46) eine Breite in einer zur Metallschmelze hin- und von ihr wegführenden Richtung hat und die Breite des Keils etwa ein Drittel der Gesamtbreite des Kantendammblocks beträgt.
Maschine nach Anspruch 7, wobei: stoßfähige Stromaufwärtsflächen der Kantendammblöcke mindestens ein mechanisches Verkeilungselement haben, das aus einer Gruppe mechanischer Verkeilungselemente ausgewählt ist, die aus Vorsprüngen und Aussparungen mit gegenseitig komplementärer Konfiguration besteht; stoßfähige Stromabwärtsflächen der Kantendammblöcke mindestens ein mechanisches Verkeilungselement haben, das aus der Gruppe ausgewählt ist; und die ausgewählten mechanischen Verkeilungselemente der stoßfähigen Stromabwärtsflächen gegenseitig komplementäre Konfiguration im Hinblick auf die mechanischen Verkeilungselemente der stoßfähigen Stromaufwärtsflächen zum Eingreifen in diese in entfernbarer gepaarter Beziehung haben.
Maschine nach Anspruch 16, wobei: die Vorsprünge längliche keilartige Ansätze (46) sind, die senkrecht zum Gießband orientierbar sind; die Aussparungen längliche Nuten (48) sind, die senkrecht zum Gießband orientierbar sind; und die länglichen keilartigen Ansätze in gepaarter Beziehung in die länglichen Nuten eingriffsfähig und aus den länglichen Nuten entfernbar sind.
Maschine nach Anspruch 16 oder 17, wobei: die Vorsprünge Paare zulaufender Spitzen (62) sind; die Aussparungen Paare zulaufender Buchsen (64) sind; und die Paare zulaufender Spitzen in gepaarter Beziehung in die zulaufenden Buchsen eingriffsfähig und aus den zulaufenden Buchsen entfernbar sind.
Maschine nach Anspruch 18, wobei: die zulaufenden Spitzen und Buchsen zum gegenseitigen Anziehen magnetisiert sind.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei: die Kantendammblöcke zu Führungen weisende Außenflächen aufweisen; und die Maschine ferner aufweist: Führungskantendammblöcke im Paar endloser Kantendämme, die sich entlang entgegengesetzter Seiten des beweglichen Formbereichs bewegen, indem solche Kantendammblöcke in gepaarter Beziehung dadurch in Eingriff gebracht sind, daß sie zusammengedrückt und ihre zu Führungen weisenden Oberflächen entlang einem Paar gekühlter feststehender Seitenführungen gleitend bewegt werden, die sich entlang entgegengesetzter Seiten des beweglichen Formbereichs erstrecken und außerhalb der jeweiligen geführten Kantendammblöcke positioniert sind, wodurch sie die Kantendammblöcke in zusammengedrückter gepaarter Beziehung gegenseitig ausrichten, wobei sie ihre zu Führungen weisenden Oberflächen mit zuverlässigem Kontakt präsentieren, die entlang den jeweiligen Seitenführungen gleiten, um schnellere und gleichmäßigere Kühlung des erstarrenden Gußmetallprodukts zu ermöglichen.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei: die bewegliche Form das gegossene Metall entlang einer Gießbahn führt; jeder Kantendammblock in den mehreren eine paarbare Stromaufwärtsfläche und eine paarbare Stromabwärtsfläche hat; und in der Messung in Parallelrichtung zur Gießbahn jeder Funktionspunkt auf der paarbaren Stromabwärtsfläche solcher Kantendammblöcke in den mehreren den gleichen Abstand von jedem Funktionspunkt auf der paarbaren Stromaufwärtsfläche solcher Kantendammblöcke hat.