EP0231215A1 - Verfahren und vorrichtung zum giessen von metallbändern direkt aus der schmelze - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum giessen von metallbändern direkt aus der schmelze

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Publication number
EP0231215A1
EP0231215A1 EP19860904061 EP86904061A EP0231215A1 EP 0231215 A1 EP0231215 A1 EP 0231215A1 EP 19860904061 EP19860904061 EP 19860904061 EP 86904061 A EP86904061 A EP 86904061A EP 0231215 A1 EP0231215 A1 EP 0231215A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling
casting
heat sink
coolant
cooling body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19860904061
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Gloor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Concast Standard AG
Original Assignee
Concast Standard AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Concast Standard AG filed Critical Concast Standard AG
Publication of EP0231215A1 publication Critical patent/EP0231215A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/068—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
    • B22D11/0682—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting wheel

Definitions

  • the invention relates to a method for casting metal strips directly from the melt onto the surface of a moving heat sink, according to the preamble of patent claim 1, and to an apparatus for carrying out this method.
  • a multi-stage production process is selected according to the current state of the art for the main part of the material produced.
  • the large-scale industrial production of steel sheets takes place, for example, in two main stages, of which the first stage consists in casting the molten metal on a continuous casting plant into slabs or billets. After intermediate cooling, these intermediate products are fed to a rolling process, the slabs or billets having to be heated again to the annealing temperature and the rolling process generally taking place in several steps.
  • the entire effort for pouring the liquid metal into the intermediate products, the cooling of the intermediate products by natural convection, generally without recovery of the radiated energy, and the subsequent heating for rolling and the rolling process itself are all done with one considerable energy expenditure.
  • a cooling drum or a moving cooling belt generally being used.
  • the surface of the cooling drum or the molten metal is fed to the cooling belt via a nozzle-like discharge element.
  • the general efforts are to move the heat sink surface past the discharge element with the greatest possible speed.
  • the cooling rate of the potted material adhering to the cooling body surface must be matched to the casting speed in this process. This problem leads to various considerable difficulties, which until now have only been able to be solved to a certain extent, but not in principle satisfactorily.
  • the efforts of previous solutions have mainly concentrated on cooling the heat sink from the opposite side of the casting surface, generally from the inside.
  • a cooling liquid, preferably water, is generally used for this purpose.
  • the heat sink surface consists of a good heat-conducting material, preferably of copper or copper, so that the heat from the casting surface of the heat sink is conducted as effectively as possible to the strongly cooled opposite side of the heat sink.
  • This object is achieved according to the invention by the features defined in patent claims 1 and 5.
  • the direct cooling of that heat sink surface which serves as a casting surface, enables a particularly effective and rapid dissipation of the heat without the main part of the dissipated heat having to penetrate the wall of the heat sink. This bridges the time delay in heat dissipation caused by the heat flow, so that, with suitable dimensioning of the coolant flow, significantly better and faster heat dissipation from the coolant surface is achieved.
  • An additional improvement can be achieved by reducing the heat sink thickness to a band-like mass, so that the cooling effect is supported by a particularly fast-reacting internal cooling, that is to say from the side opposite the casting surface.
  • Fig. 1 shows the principle of a on the side of
  • FIG. 3 shows a section of the band-shaped casting drum according to FIG. 2 with support elements and a controlled nozzle guide
  • Fig. 5 is a schematic diagram for the controlled guidance of the pouring nozzle relative to the surface of the heat sink.
  • the principle of the externally cooled heat sink is first explained in more detail below with reference to FIG. 1.
  • a drum is provided as the cooling body 1 in FIG. 1, which is mounted in a stand or housing (not shown). Storage and training of the drum are such that the drum surface reaches a speed of, for example, 20 m / s compared to stationary components.
  • a discharge element 2, in the example a nozzle is provided for applying a molten metal to the outer drum surface, which serves as the casting surface in this example.
  • the nozzle opening is to be set in a manner known per se at a defined distance from the cooling body surface. This distance must be maintained precisely during the casting process.
  • the band 4 forming from the melt 3 on the drum surface is detached from the drum surface in a suitable manner and then led away from the casting device, for example wound up into a bundle.
  • a liquid for example water
  • a flow housing 5 encloses the drum surface to approximately 2/3 of the drum circumference.
  • the coolant wi rd in a feed opening 6 in the interior of the flow housing 5 passestik ⁇ and leaves this' ttsö réelle 7 via a Aust ⁇ the coolant is brought in the desired manner with the Küh l körpe roberf laugh in contact via corresponding guide elements. 8
  • the coolant flow can also take place in the opposite direction.
  • a substantially vertical first guide element 8 A is provided for guiding the coolant, with the aid of which the coolant is guided into a narrow flow channel 9 which is passed through a second guide element 8 B on the one hand and the drum area on the other hand is formed.
  • the coolant is fed to the outlet opening 7 through third guide elements 8 C.
  • the area of the flow housing 5 in which the cooling body 1 leaves the housing is in the example according to FIG 1, in the upper area, a stripping element 10 is provided, which extends tightly onto the surface of the heat sink 1 and strips off coolant. Because of the speed of the rotating heat sink 1 and its tendency to take coolant with it, a certain flow rate of the coolant is inevitably maintained within the flow channel 9.
  • the flow is supported by the described flow channels within the flow housing 5. It can be supported by pressurizing the coolant supplied at the supply opening 6.
  • a control device 11 connected to the feed opening 6 and the outlet opening 7, the pressure and temperature of the coolant are measured or controlled to the desired values.
  • the coolant is temporarily stored in a reservoir 12.
  • the heated coolant is treated in a heat exchanger 13, where the heat absorbed is extracted from it. 13 are preferably connected to the heat exchanger 13, in which the extracted heat is dissipated for other work processes.
  • the control device 11 is preferably connected to the drive for the heat sink 1, in the example with a motor 15, so that the precise rotational speed of the heat sink 1 as a controlled variable in the control device 11 together with other predetermined parameters for controlling pressure and temperature of the coolant can be taken into account.
  • the surface of the heat sink 1 can also be sprayed or wetted with a coolant using nozzles and other devices, instead of in a flowing coolant bath, using the same principle.
  • the described external cooling ie the cooling of the heat sink surface which serves as the casting surface, enables a particularly effective and rapid dissipation of the considerable amount of heat on the drum surface immediately after the cast strip 4 has been pulled off.
  • the heat dissipation is no longer hindered by a relatively slow flow of heat through the wall of the heat sink. This measure significantly improves the cooling rate, that is to say the amount of heat that can be dissipated per unit of time by a given cooling body.
  • the heat sink 20 consists, for example, of a thin, preferably 1 to 3 mm thick, good heat-conducting tape, for example a copper tape.
  • the band has the shape of a drum. It is driven by a drive device 21, which in the example consists of an internal drive ele ent 21 A and a pressure roller 21 B.
  • the molten metal is applied to the surface of the cooling belt 20 by a discharge element 22, for example a nozzle, which is only indicated. With the help of a stripping device 23, the solidified metal strip 24 is pulled off the surface of the cooling belt 20.
  • the cooling belt 20 is immersed in a cooling chamber 25, in which there is either a cooling bath, which flows around the surface of the cooling belt 20, or in which there are other devices with the help of which the heat is removed from the surface of the cooling belt 20.
  • a cooling bath which flows around the surface of the cooling belt 20, or in which there are other devices with the help of which the heat is removed from the surface of the cooling belt 20.
  • this can be achieved with nozzles that spray a fluid coolant onto the surface of the cooling belt 20.
  • the cooling chamber 25 is equipped with a coolant inlet 26 and a coolant outlet 27.
  • the cooling element can be designed in a similar manner to that described in connection with FIG. 1.
  • the cooling belt 20, which is set in rotation with the aid of the drive device 21 and preferably reaches high rotational speeds, for example a peripheral speed of 20 m per second, with the aid of support and / or guide devices 28 in the desired shape , held on a circle in the example.
  • the support devices are designed as support bodies 29, which tension the cooling belt 20 to the outside with the aid of springs 30.
  • the support or Guide bodies equal radial tension forces on the cooling belt 20. At the high speeds that occur, relatively sufficient Few support devices, since the effect of the centrifugal force on the cooling belt 20 overlaps the action of the support body 29, so that the cooling belt 20 takes exactly the shape of a drum.
  • a positioning and cleaning element 31 is arranged between the drive device 21 and the discharge element 22. This can be designed, for example, as a roller brush. Characterized on the one hand, the 'upper surface of the cooling belt 20 cleaned immediately before the discharge element 22 and on the other hand exactly tion in the desired Posi ⁇ be brought against the discharge element 22nd
  • FIG. 3 shows two different further developments of the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • Saw-tooth-shaped elements 41 are provided on a fixed drum 40, by which flow spaces 42 lying in between are defined. Furthermore, radially arranged feeds 43 to the flow spaces 42 are arranged in the drum 40, through which a fluid coolant is introduced into the flow spaces 42 and there as a hydrostatic bearing for the one lying on the drum periphery Cooling belt 50 is used.
  • the feeds 43 are connected to control means (not shown) for setting the desired hydrostatic pressure in the flow spaces 42. Appropriate control ensures that the cooling belt 50 slides on the surface of the drum 40 and is simultaneously cooled by the fluid.
  • control means not shown
  • FIG. 3 also shows an advantageous embodiment of the discharge element 2, which, as already indicated above, must be carefully aligned with the surface of the cooling belt 50.
  • a nozzle 60 is held in a lever arm 61 which can be swiveled about a pivot point 62.
  • the pivoting movement is controlled by a lifting element 63, which consists, for example, of a controlled pressure medium.
  • a compensating spring 64 is provided to compensate for the dead weight of the lever arm 61 and the nozzle 60.
  • the spring it is also possible to provide a tension weight, a flat pressure cylinder or an electromagnet.
  • the lever arm 61 is tubular or contains feed lines for the supply of a control fluid, with the aid of which the lower end of the lever arm 61 can be controlled relative to the surface of the cooling belt 50 via an air cushion produced there.
  • a Lucaski ssene le ent 65 is arranged at the lower end of the lever arm 61.
  • the compensating spring 64 can also pretension the lever arm 61 with respect to the air cushion, so that the contact pressure with respect to the cooling belt can be selected or adjusted.
  • the lever arm can also be mounted with the nozzle on the applied melt in a hydrostatically floating manner.
  • the suitable distance between the nozzle opening and the casting surface of the heat sink can be regulated, for example, by regulating the melt pressure in the nozzle in accordance with certain specifications.
  • an additionally arranged measuring device 66 With the help of an additionally arranged measuring device 66, the exact height of the nozzle opening with respect to the surface of the cooling belt 50 is determined and the pressure P for the air-cooling learners 65 is set accordingly, so that the nozzle distance from the surface of the cooling belt 50 remains constant.
  • the control function is achieved by a control device, not shown in FIG. 3, which is connected to the lifting element 63.
  • FIG. 4 shows the section IV-IV according to FIG. 3 with the illustration of the coolant feeds 43 within the drum body 40.
  • the cooling belt 50 can also be held electromagnetically.
  • electromagnetic coils or the like are provided, which hold the strip running over them at a defined distance from the bearing elements in the sheared state.
  • a pneumatic bearing according to FIGS. 3 and 4 can also be provided according to similar principles.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment in a modification of the example shown in FIG. 3 for the controlled guidance of the nozzle relative to the heat sink surface.
  • the lever arm 61 which is rotatable about the pivot point 62 is provided at its outer end 70 with a weight 71 which presses the lever together with the nozzle 72 attached to it against the action of an air cushion 73 on the surface of the cooling belt 50.
  • the air cushion 73 is placed directly on the outer surface of the cast metal strip 74.
  • a pressure P is applied to the air cushion.
  • Such a device is a particularly effective and Easily controllable device via the pressure P for exact maintenance of the distance between the nozzle opening and the cooling body surface.
  • a corresponding cushion made of any other suitable gas or fluid can also be used.
  • cooling belt 50 can be guided in any manner and in any form.
  • the guidance of the band is not limited to the preferably described cylindrical guidance. Rather, it can take place via deflection rollers or other guide elements in another suitable form.
  • the drive motor for the cooling belt 50 can be of any type.
  • a linear motor has proven to be particularly advantageous because of its simple and robust design.

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Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM GIESSEN VON METALLBAENDERN DIREKT AUS DER SCHMELZE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen von Metall- bändern di rekt aus der Schmelze auf die Oberfläche eines bewegten Kühlkörpers, gemäss dem Oberbegriff des Patentan¬ spruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Be der Herstellung von Metallblechen und Metallbändern, insbesondere von Stahlblechen, wird nach dem heutigen Stand der Technik für den Hauptantei l des produzierten Materials ein mehrstufiger Produktionsablauf gewählt. Die grossin- dustrielle Herstellung von Stahlblechen verläuft beispiels¬ weise in zwei Hauptstufen, von denen die erste Stufe in dem Vergiessen der Metallschmelze auf einer Stranggussanlage zu Brammen oder Knüppeln besteht. Diese Zwischenfabrikate wer¬ den nach dem vollständigen Abkühlen einem Walzvorgang zuge¬ führt, wobei die Brammen oder Knüppel erneut auf Glühtempe¬ ratur erhitzt werden müssen und der Walzvorgang in der Regel in mehreren Schritten erfolgt. Der gesamte Aufwand für das Vergiessen des flüssigen Metalls zu den Zwischenfabrikaten, das Abkühlen der Z ischenfabri¬ kate durch natürliche Konvektion, in der Regel ohne Rück¬ gewinnung der abgestrahlten Energie, sowie das anschlies- sende Aufheizen zum Walzen und der Walzvorgang selbst sind mit einem erheblichen Energieaufwand verbunden.
Da ein grosser Antei l des Metallverbrauchs in Form von Blechen erfolgt, waren schon in der Vergangenheit verschie¬ dene Bestrebungen darauf gerichtet, die Herstellung von Metallblechen dahingehend zu vereinfachen, das Giess- und Walzverfahren in einem einzigen Verfahrensschπ'tt durchge¬ führt werden, wobei ausserdem der Energiebedarf bzw. die Energienutzung opti iert werden sollen.
So sind beispielsweise Verfahren und Vorr chtungen zum di rekten Vergiessen von Metallschmelzen auf bewegte Kühl¬ körper bekannt, wobei in der Regel eine Kühltrommel oder ein bewegtes Kühlband verwendet wird. Der Oberfläche der Kühl¬ trommel bezw. des Kühlbandes wird die Metallschmelze über ein düsenähnliches Austragelement zugeführt. Damit sich grössere Mengen von Metallschmelzen innerhalb nützlicher Zeit vergiessen lassen, gehen die allgemeinen Bestrebungen dahin, die Küh l körperobe rf lache mit gröss tmög l ehe r Ge¬ schwindigkeit am Austragelement vorbei zuführen. Die Abkühl¬ geschwindigkeit des auf der Küh l ö rperobe rf lache haftenden vergossenen Materials muss bei diesem Verfahren auf die Giessgesch indigkeit abgestimmt sein. Dieses Problem führt zu verschiedenen erheblichen Sch ierigkeiten, die bisher nur ansatzweise, nicht jedoch grundsätzlich befriedigend zu lösen w aren.
Die Lösungsansätze führen einerseits über sehr dünne ver¬ gossene Metallbleche, denen die Wärme während ihres Kontak¬ tes mit der Kühlkörperoberfläche relativ schnell entzogen werden kann, und andererseits über vergrösserte Kühlkörper, also Trommeln mit einem erheblichen Durchmesser oder aber sehr lange Kühlkörperbänder, welche über Führungs- und Stütz¬ elemente durch Kühlbereiche umgeleitet werden mussten. Die Bestrebungen bisheriger Lösungsansätze haben sich im wesent¬ lichen darauf konzentriert, den Kühlkörper von der der Giess- oberfläche entgegengesetzten Seite her, in der Regel also von innen her, zu kühlen. Dazu wi rd i m allgemeinen eine Kühl¬ flüss gkeit, vorzugsweise Wasser, verwendet. Die Kühlkörper¬ oberfläche besteht aus einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus Kupfer oder Kupfe r l egi e rungen, so dass die Wärme von der Giessoberfläche des Kühlkörpers möglichst ef¬ fektiv auf die stark gekühlte Gegenseite des Kühlkörers ge¬ leitet wird. Trotzdem ist diese Art der Wärmeleitung relativ träge und durch die Wärmeleitungseigenschaften des Kühlkör- permateri'als grundsätzlich begrenzt. Andeutungsweise und in allgemeiner Form wurde auch bereits auf die Möglichkeit einer Verdampfungskühlung hingewiesen, wie durch äussere Berührung des Kühlkörpers mit Wasser oder irgendeinem anderen flüssigen Medium, das durch Verdampfen ein Kühlen bewirkt (US-PS 4,142,571). Die Erfahrung hat gezeigt, dass sich das Ent¬ ziehen der Wärme durch Flüssigkeitsverdampfung direkt im Giessbereich aus praktischen und steuerungstechn schen Grün¬ den für den praktischen Einsatz weniger gut eignet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, welche die Herstellung von Me¬ tallbändern di rekt aus der Schmelze unter Verwendung eines bewegten Kühlkörpers erlauben, wobei das Hauptaugenmerk auf hohe Produktionsgeschwindigkeit gerichtet wi rd, so dass sich auch grössere Meta l l cha rgen, z.B. von einigen Tonnen, nner¬ halb nützlicher Frist vergiessen lassen, ohne dass sich die Giessvorrichtung i Dauerbetrieb übermässig stark aufheizt. Ferner soll gewährleistet sein, dass auch grössere Metall¬ schmelzen-Chargen ohne Unterbrechung vergossen werden können, ohne dass die Gefahr einer zu starken Abkühlung der Metallschmelze besteht. Diese Aufgabe wird erfi ndungsge äss durch die in den Patent¬ ansprüchen 1 und 5 definierten Merkmale gelöst.
Durch die direkte Kühlung derjenigen Kühlkörperoberfläche, welche als Gi essoberf läc he dient, wi rd eine besonders wir¬ kungsvolle und rasche Abführung der Wärme erreicht, ohne dass der Hauptantei l der abgeführten Wärme die Wand des Kühlkörpers durchdringen müsste. Damit wird die durch den Wärmefluss entstehende Zeitverzögerung bei der Wärmeab¬ leitung überbrückt, so dass bei geeigneter Bemessung der Küh l tte l strömung eine wesentlich verbesserte und schnel¬ lere Wärmeabfuhr von der Küh l m i tte loberf lache erreicht wi rd. Eine zusätzliche Verbesserung lässt sich durch Reduzierung der Küh l körper andstä rke auf bandartige Masse erreichen, so dass die Kühlwirkung durch eine besonders sxhnell reagie¬ rende Innenkühlung, also von der der Gi essoberf lache ent¬ gegengesetzten Seite h-er, unterstützt wird.
Im folgenden werden Einzelheiten der Erfindung anhand bevor¬ zugter Ausführungsbeispiele mit Hi lfe der Zeichnungen näher erLäutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Prinzipdarstellung einer auf der Seite der
Gi essobe rf lache gekühlten Gi ess t romm e l vor r i chtung,
Fig. 2 die Prinzipdarstellung einer bandförmigen Giess- t romme l ,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der bandförmigen Giesstrommel gemäss Figur 2 mit Stützelementen und einer gesteuerten Düsenführung,
Fig. 4 dem Schnitt IV - IV gemäss Figur 3, und
Fig. 5 eine rinzipdarstellung zur gesteuerten Führung der Giessdüse gegenüber der Oberfläche des Kühlkörpers. Anhand der Figur 1 wi rd im folgenden zunächst das Prinzip des aussengeküh Iten Kühlkörpers näher erläutert. Als Kühl¬ körper 1 ist in Figur 1 eine Trommel vorgesehen, welche in einem nicht näher dargestellten Ständer bzw. Gehäuse gela¬ gert ist. Lagerung und Ausbi ldung der Trommel sind derart, dass die Trommeloberfläche gegenüber stationären Bauteilen eine Geschwindigkeit von beispiels eise 20 m/s erreicht. Zum Aufbringen einer Metallschmelze auf die äussere Trommelober¬ fläche, welche in diesem Beispiel als Giessoberfläche dient, ist ein Austragelement 2, im Beispiel eine Düse, vorgesehen. Dabei ist die Düsenöffnung auf an sich bekannte Weise in einem definierten Abstand zur Küh l kö rperobe rf läc he einzu¬ stellen. ieser Abstand ist während des Giessvorganges prä¬ zis einzuhalten. Das sich aus der Schmelze 3 auf der Trom¬ meloberfläche bi ldende Band 4 wird auf geeignete Weise von der Tro meloberfläche abgelöst und ansch l i essend von der Giessvorrichtung weggeführt, beispielsweise zu einem Bund aufgewi c ke It .
Der grösste Tei l der aktiven Küh l körperoberf lache, auf wel¬ cher die Schmelze 3 zum Band 4 vergossen wird, ist gemäss Figur 1 von einem fluiden Kühlmittel benetzt. Als Kühl ittel dient vorzugsweise eine Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, welches in einem geschlossenen und gegenüber der Trommel¬ oberfläche weitgehend abgedichteten Gehäuse durch geeignete Strömungskanäle geführt ird. Im gezeigten Beispiel um- schliesst ein Strömungsgehäuse 5 die Trommeloberfläche zu etwa 2/3 des Trommelumfanges. Das Kühlmittel wi rd in einer Zuführöffnung 6 in das Innere des Strömungsgehäuses 5 einge¬ leitet und verlässt dieses über eine Austπ'ttsöffnung 7. Durch entsprechende Führungselemente 8 wird das Kühlmittel auf die gewünschte Weise mit der Küh l körpe roberf lache in Kontakt gebracht. Der Küh l m i tte l f lus s kann aber auch in der entgegengesetzten Richtung erfolgen. Gemäss Fig. 1 ist zur Führung des Kühlmittels ein im wesent¬ lichen vertikal verlaufendes erstes Führungselement 8 A vorgesehen, mit dessen Hi lfe das Kühlmittel in einen schma¬ len Strömungskanal 9 geleitet wird, welcher durch ein zweites Führungselement 8 B einerseits und die Trommelobei— fläche andererseits gebi ldet ist. Am Auslass dieses Strö¬ mungskanals, im gezeigten Beispiel auf der linken Seite des Strömungsgehäuses 5, wi rd das Kühlmittel durch dritte Füh¬ rungselemente 8 C der Austri ttsöf fnung 7 zugeleitet.
Um Kühlmittel, welches von der Küh l kö rpe roberf lache mitge¬ rissen wird, möglichst am Austreten aus dem Strömungsgehäuse 5 zu hindern, ist in demjenigen Bereich des Strömungsge¬ häuses 5, in welchem der Kühlkörper 1 das Gehäuse verlässt, i m Beispiel nach Figur 1 also i m oberen Bereich, ein Ab¬ streife l ement 10 vorgesehen, welches dicht auf die Ober¬ fläche des Kühlkörpers 1 reicht und Kühlmittel abstreift. Wegen der Geschwindigkeit des rotierenden Kühlkörpers 1 und seiner Tendenz, Kühlmittel mit sich zu reissen, wi rd inner¬ halb des Strömungskanals 9 zwangsweise eine gewisse Strö¬ mungsgeschwindigkeit des Kühlmittels aufrecht erhalten. Die Strömung wi rd durch die beschriebenen St röm ungskanä L e inner¬ halb des Strömungsgehäuses 5 unterstützt. Sie kann durch Druckbeaufschlagung des an der Zuführöffnung 6 zugeführten Kühlmittels unterstützt werden.
In einer an die Zuführöffnung 6 und die Aust ri ttsoffnung 7 angeschlossenen Steuereinrichtung 11 werden Druck und Tem¬ peratur des Kühlmittels gemessen, beziehungsweise auf die gewünschten Werte gesteuert. Das Kühlmittel wi rd in einem Reservoi r 12 zwischengespeichert. Das erwärmte Kühlmittel wird in einem Wärmetausscher 13 behandelt, wo ihm die auf¬ genommene Wärme entzogen wird. Vorzugsweise sind an den Wärmetauscher 13 Wärmeregenerierungsmittel 14 angeschlossen, in denen die entzogene Wärme für andere Arbeitsprozesse abgeleitet wird. Die Steuereinrichtung 11 steht vorzugsweise mit dem Antrieb für den Kühlkörper 1 in Verbindung, i m Beispiel mit einem Motor 15, so dass die genaue Drehgesch indigkeit des Kühl¬ körpers 1 als Regelgrösse in der Steuereinrichtung 11 zu¬ sammen mit anderen vorgegebenen Parametern zur Steuerung von Druck und Temperatur des Kühlmittels berücksichtigt werden kann .
In Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels kann nach dem gleichen Prinzip die Oberfläche des Kühlkörpers 1 anstatt in einem strömenden Kühlm ttelbad auch mit Hilfe von Düsen und anderen Vorrichtungen zwangsweise mit einem Kühl¬ mittel besprüht beziehungsweise benetzt werden.
Durch die beschriebene .Aussenküh lung, also die Kühlung der¬ jenigen Kühlkörperoberfläche, welche als Giessoberfläche dient, wird eine besonders effektive und schnelle Ableitung der erheblichen Wärmemenge auf der Trom eloberfläche un¬ mittelbar nach dem Abziehen des gegossenen Bandes 4 er¬ reicht. Die Wärmeableitung ist nicht mehr behindert durch einen relativ trägen Wärmefluss durch die Wandung des Kühl¬ körpers hindurch. Durch diese Massnahme lässt si ch die Kühl¬ rate, also die von einer gegebenen Küh l körpe robe rf lache pro Zeiteinheit abführbare Wärmemenge erheblich verbessern.
Zur Vermeidung von War espannuπgen innerhalb des Kühlkörper¬ mantels hat sich eine Ausbi ldung des Kühlkörpers gemäss Figur 2 als besonders zweckmässig erwiesen. Der Kühlkörper 20 besteht i Beispiel aus einem dünnen, vorzugsweise 1 bis 3 mm starken, gut wärmeleitenden Band, z.B. aus einem Kupferband. Das Band hat im gezeigten Beispiel die Form einer Trommel. Es ist von einer Antriebseinrichtung 21 ange¬ trieben, die im Beispiel aus einem innen liegenden Antriebs- ele ent 21 A und einer Andruckrolle 21 B besteht. Die Metallschmelze wird von einem nur andeutungsweise gezeigten Austragelement 22, beispielsweise einer Düse, auf die Ober¬ fläche des Kühlbandes 20 aufgebracht. Mit Hi lfe einer Ab- st rei fvor r i c htung 23 wird das erstarrte Metallband 24 von der Oberfläche des Kühlbandes 20 abgezogen.
Nach dem Abziehen des gegossenen Metallbandes 24 taucht das Kühlband 20 in eine Kühlkammer 25, in welcher entweder ein Küh l mi tte Ibad vorhanden ist, das die Oberfläche des Kühl¬ bandes 20 umströmt, oder in welcher andere Einrichtungen vorhanden sind, mit deren Hi lfe die Wärme von der Oberfläche des Kühlbandes 20 abgeführt wird. Beispielsweise lässt sich dies mit Düsen erreichen, die ein fluides Kühlmittel auf die Oberfläche des Kühlbandes 20 sprühen.
Im gezeigten bevorzugten Aus füh rungsbei spi e l, in welchem ein Kühlmittelbad verwendet wird, ist die Kühlkammer 25 mit einem Kühlmittelzulauf 26 und einem Kühlmittelablauf 27 ausgestattet. Der Küh l m i tte l k re i s l auf kann ähnlich ausge¬ bi ldet sein wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben.
Das Kühlband 20, welches mit Hi lfe der Antriebseinrichtung 21 in Rotation versetzt wi rd und dabei vorzugsweise hohe Drehgeschwindigkeiten erreicht, beispielsweise eine Umfangs¬ geschwindigkeit von 20 m pro Sekunde, wi rd mit Hilfe von Stütz- und/oder Führungseinrichtungen 28 in der gewünschten Form, im Beispiel auf einem Kreis gehalten. Die Stützein¬ richtungen sind im Beispiel als Stützkörper 29 ausgebi ldet, welche mit Hilfe von Federn 30 das Kühlband 20 nach aussen spannen. Im Beispiel üben also die Stütz- bezw. Führungs¬ körper glei chmässi ge radiale Spannkräfte auf das Kühlband 20 aus. Bei den auftretenden hohen Drehzahlen genügen relativ wenig Stützeinrichtungen, da sich die Wirkung der Zentri¬ fugalkraft auf das Kühlband 20 der Wirkung der Stützkörper 29 überlagert, so dass das Kühlband 20 exakt die Form einer Trommel anni mmt.
Die Formkonstanz des Kühlkörpers spielt insbesondere im Be¬ reich des Austrageelementes 22 eine erhebliche Rolle, da der Abstand zwischen der Oeffnung des Austrageelementes und der Oberfläche des Kühlbands 20 von entscheidender Bedeutung für den einwandfreien Ablauf des Giessverfahrens ist. Im Bei¬ spiel ist daher zwischen der Antriebseinrichtung 21 und dem Austragelement 22 noch ein Positionier- und Reinigungsele¬ ment 31 angeordnet. Dies kann beispielsweise als Rollen¬ bürste ausgebi ldet sein. Dadurch soll einerseits die'Ober- fläche des Kühlbandes 20 unmittelbar vor dem Austragelement 22 gereinigt und andererseits exakt in die gewünschte Posi¬ tion gegenüber dem Austragelement 22 gebracht werden.
Das Aus füh rungsbei sp i e l nach Figur 3 zeigt zwei verschiedene Weiterbi ldungen der Ausführung gemäss den Figuren 1 und 2. Auf einer feststehenden Trommel 40 sind sägezahnförmige Elemente 41 vorgesehen, durch welche dazwischenliegende Strömungsräume 42 definiert sind. Ferner sind rad al ange¬ ordnete Zuführungen 43 zu den St römungs räumen 42 in der Trommel 40 angebracht, durch welche ein fluides Kühlmittel in die Strömungs räum e 42 eingeführt wi rd und dort als hydro¬ statisches Lager für das auf der Trommelperipherie auf¬ liegende Kühlband 50 dient. Die Zuführungen 43 sind an nicht dargestellte Steuermittel zum Einstellen des gewünschten hydrostatischen Drucks in den St römungs räumen 42 ange¬ schlossen. Durch geeignete Steuerung wird erreicht, dass das Kühlband 50 auf der Oberfläche der Trommel 40 gleitet und gleichzeitig durch das Fluid gekühlt wird. Zur Erzielung einer möglichst guten Kühlleistung ist auch in diesem Ausfü rungsbei spi el das Kühlband relativ dünn ausge¬ bildet, so dass möglichst keine zeitlichen Verzögerungen bei Wärmeübergang von der äusseren Giessoberfläche des Kühlbandes 50 zur inneren gekühlten Oberfläche auftreten.
Figur 3 zeigt ausserdem eine vortei lhafte Ausgestaltung des Aust ragselementes 2, welches wie oben bereits angedeutet, sorgfältig gegenüber der Oberfläche des Kühlbands 50 auszu¬ richten ist. Gemäss Figur 3 ist eine Düse 60 in einem Hebel¬ arm 61 gehalten, der um einen Drehpunkt 62 versehwenkba r ist. Die Versch enkbewegung wird durch ein Hubelement 63 gesteuert, welches beispielsweise aus einem gesteuerten Druckm i tte l ko Iben besteht.
Zur Kompensation des Eigengewichts des Hebelarms 61 und der Düse 60 ist eine Ausgleichsfeder 64 vorgesehen. Anstelle der Feder kann auch ein Zuggewicht, ein f lui dbet ri ebener Druck¬ zylinder oder ein Elektromagnet vorgesehen sein. Der Hebel¬ arm 61 ist rohrförmig ausgebildet oder enthält Zuführlei¬ tungen für die Zuführung eines Steuerf luids, mit dessen Hilfe das untere Ende des Hebelarms 61 gegenüber der Ober¬ fläche des Kühlbandes 50 über ein dort erzeugtes Luftkissen steuerbar ist. Zu diesem Zweck ist am unteren Ende des Hebelarms 61 ein Luftki ssene le ent 65 angeordent. Die Aus¬ gleichsfeder 64 kann auch den Hebelarm 61 gegenüber dem Luftkissen vorspannen, so dass der Auflagedruck gegenüber dem Kühlband wählbar bzw. einstellbar ist. Der Hebelarm kann auch mit der Düse auf der ausgebrachten Schmelze hydrosta¬ tisch schwimmend gelagert sein. Der geeignete Abstand der Düsenöffnung gegenüber der Giessoberfläche des Kühlkörpers lässt sich beispielsweise durch eine Regelung des Schmelzen¬ druckes in der Düse entsprechend bestimmter Vorgaben regeln. Mit Hi lfe einer zusätzlich angeordneten Messeinrichtung 66 wi rd die exakte Höhe der Düsenöffnung gegenüber der Ober¬ fläche des Kühlbandes 50 bestimmt und entsprechend der Druck P für das Lu ft ki ssene lern ent 65 eingestel lt, so dass der Düsenabstand gegenüber der Oberfläche des Kühlbandes 50 konstant bleibt. Erreicht wird die Steuerfunktion durch eine in Figur 3 nicht näher ausgeführte Steuereinrichtung, welche an das Hubelement 63 angeschlossen ist. Figur 4 zeigt den Schnitt IV - IV gemäss Figur 3 mit der Darstellung der Küh l m i tte l zufüh rungen 43 innerhalb des Trom mel körpe rs 40.
In Abwandlung des soeben beschriebenen Aus fü hrungsbei spi e Is kann anstelle einer hydrostatischen Lagerung auch eine elek¬ tromagnetische Lagerung des Kühlbandes 50 vorgenommen wer¬ den. In diesem Fall werden anstelle der Strömungsräume 42 elektromagnetische Spulen oder dergleichen vorgesehen, welche das darüber laufende Band in definiertem Abstand gegenüber den Lagerelementen i m Sch ebezustand halten.
Schliesslich kann anstelle einer hydrostatischen Lagerung auch eine pneumatische Lagerung gemäss den Figuren 3 und 4 nach ähnlichen Prinzipien vorgesehen sein.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel in Abwandlung des in Figur 3 gezeigten Beispiels zur gesteuerten Führung der Düse gegenüber der Kühlkörperoberfläche. Der um den Drehpunkt 62 drehbare Hebelarm 61 ist an seinem äusseren Ende 70 mit einem Gewicht 71 versehen, welches den Hebel zusammen mit den daran befestigten Düse 72 gegen die Wirkung eines Luft¬ kissens 73 auf die Oberfläche des Kühlbandes 50 drückt. Dabei wird das Luftkissen 73 unmittelbar auf die äussere Oberfläche des gegossenen Metallbandes 74 aufgesetzt. Das Luftkissen wird mit einem Druck P beaufschlagt. Durch eine solche Einrichtung wird eine besonders wirkungsvolle und über den Druck P leicht steuerbare Einrichtung zur exakten Einhaltung des Abstandes zwischen Düsenöffnung und Kü l¬ körperoberfläche geschaffen. Anstelle eines Luftkissens kann auch ein entsprechendes Kissen aus einem beliebigen anderen geeigneten Gas oder Fluid verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Kühlband 50 auf belie¬ bige Weise und in beliebiger Form geführt werden kann. Die Führung des Bandes ist nicht auf die vorzugsweise beschrie¬ bene zylindrische Führung beschränkt. Sie kann vielmehr über Umlenkrollen oder andere Führungselemente in anderer zweck- mässiger Form erfolgen.
Schliesslich sei darauf hinge iesen, dass der Antriebsmotor für das Kühlband 50 von beliebiger Bauart sein kann. Als besonders vortei lhaft hat sich wegen seiner einfachen und robuten Bauart ein Linearmotor erwiesen.

Claims

P A T E N T A N S P R U E C H E
1. Verfahren zum Giessen von Metallbändern direkt aus der Schmelze auf die Oberfläche eines bewegten Kühlkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Tei l derjenigen Küh l körperoberf lä ehe, welche als Giessfläche dient, un¬ mittelbar mit Hi lfe eines fluiden Kühlmittels gekühlt wird, wobei die entzogene Wärme in einem Kühlmittelkreislauf aus dem Giessbereich abtransportiert wird und wobei dem Kühl¬ mittel an anderer Stelle des Kühlmittelkreislaufs die ab¬ transportierte Wärme entzogen wi rd.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessfläche des bewegten Kühlkörpers einem dem Giess¬ bereich unmittelbar nachgeordneten Küh l m i 11 e Ibad ausgesetzt wird, wobei das Kühlmittelbad Tei l des Kühlmittelkreislaufs bi Idet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, unter Verwendung eines flexiblen Küh l kö rpe rbandes, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlkörperband in eine derartige Rotationsgeschwindigkeit versetzt wird, dass es unter dem Einfluss der auf seine Masse wirkenden Zentrifugalkräfte eine stabi le Form annimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlkörperband mit einer Gesch indigkeit von mindestens 10 m/s bew egt w i rd.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weitgehend geschlossenes Kühlbadgehäuse (5,8) vorgesehen ist, welches zur Aufnahme der Giessfläche des Kühlkörpers (1,20,50) aus¬ gebildet ist und welches sich unmittelbar an den Giess¬ bereich der Küh lkörperoberf lache anschliesst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch FührungseLemente (8A-8C) definiertes Strömungsgehäuse innerhalb des Kühlbadgehäuses die Küh Lkörperoberf lache zu mindestens 50 % u sch li esst.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Küh Lei nri chtungen (42) auf derjenigen Kühl¬ körperoberfläche vorgesehen sind, welche der Giessfläche abgewandt i st.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper als flexibles Band (50) ausgebildet ist und dass auf derjenigen Seite des Bandes, welche der Giessober¬ fläche entgegengesetzt ist, Stützelemente (41) zur Führung des Bandes in einer gegenüber Gi essvorri chtungen (60) defi¬ nierten Position angeordnet sind und dass die Stützelemente in Bewegungsri chtung des Bandes aufeinanderfolgende Kühl¬ mittelräume (42) aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Küh Imi ttel räume (41) in Bewegungsri chtung des Kühlbandes (50) sägezahnfö rm g ausgebildet sind und über separate Kühl¬ m ttelzuführungen (43) an den Küh lmi tte Ikrei s lauf ange- sch lossen sind.-
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Zuführöffnung (6) und/oder Austrittsöffnung (7) des Kühlbadgehäuses an eine Steuereinrichtung (11) zur Beein¬ flussung von Druck und/oder Temperatur des Kühlmittels ange¬ schlossen si nd.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (11) mit dem Antrieb (21A, 21B) des Kühlkörpers (1) in Verbindung steht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (11) an einen zur Antriebsein¬ richtung gehörenden Motor (15) derart angeschlossen ist, dass die Drehgeschwindigkeit des Kühlkörpers (1) zusammen mit anderen vorgegebenen Parametern als Regelgrösse zur Steuerung von Druck und/oder Temperatur des Kühlmittels berücksichtigt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 5, mit einer Gi essvor ri chtung, der gegenüber die Giessoberfläche des Kühlkörpers mit einer inimalen Geschwindigkeit von 10 m/s bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessvorrichtung (60) an eine steuerbare Hubvorrichtung (61,63) angeschlossen ist, wobei die Hubsteuerung zur Abstands rege lung der Giessvorrich ung (60) gegenüber der Giessoberfläche des Kühlkörpers (50) ausgebi ldet st.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dei Hubvorrichtung als Hebelarm (61) ausgebi ldet ist, welcher mit einer Gewichtskompensation (64) für das Gewicht der Giessvorrichtung (60) und mit einem gegen die Gewichts¬ kompensation wi rkenden gesteuerten Hubelement (63) versehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Giessoberfläche des Kühlkörpers (50) und der Giessvorrichtung (60) bzw. deren Halterung (61) ein Lu f ki ssenelement (65) angeordnet ist, dessen Kissendruck abhängig von dem gemessenen Abstand zwischen der Giessvor¬ richtung und der Küh Lkörperoberf lache steuerbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Kühlkörper als flexibles Band ausgebi ldet ist, dadurch gekennzeichnet, dass gesteuerte elektromagnetische Führungse le ente (41) zur Führung des Bandes (50) in einem definierten Abstand gegen¬ über einer Giessvorr chtung (60) vorgesehen sind.
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