EP0754100B1 - Device for continuously casting strips of non-ferrous metal, in particular copper or copper alloy - Google Patents
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- EP0754100B1 EP0754100B1 EP95919920A EP95919920A EP0754100B1 EP 0754100 B1 EP0754100 B1 EP 0754100B1 EP 95919920 A EP95919920 A EP 95919920A EP 95919920 A EP95919920 A EP 95919920A EP 0754100 B1 EP0754100 B1 EP 0754100B1
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- 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
- B22D11/0611—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires
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- 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
- B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
Definitions
- the invention relates to a device for the continuous casting of strips Non-ferrous metal, in particular made of copper or copper alloys, with a heatable metal receptacle and with a to the metal receptacle a feeder attached mold that emerges from a peripheral portion of the shell a wheel rotatable about a horizontal axis and from one with the metal receptacle connected, cooled mold part, which is close to the one discharge device for the band resulting jacket of the wheel and with the Wheel jacket with a constant cross-section in the discharge direction Form and discharge gap forms
- graphite molds are used to improve the lubricating properties of the graphite material for crack-free To be able to take advantage of strip surfaces that are due to other mold materials the occurring friction between the mold walls and the mold Band cannot be reached. Because the thermal conductivity of the graphite material is comparatively low and decreases with increasing temperature Use of graphite molds because of the necessary for the solidification of the strip Heat removal inevitably put up with a limitation in the casting capacity will. In addition, despite the lubricating properties of the graphite material significant wear of the mold must be expected, namely due to the unavoidable reaction of the mold material at the casting temperatures with the oxygen bound in the casting material. Besides, that will resulting strip by the necessary in the usual horizontal continuous casting Pullers exposed to an adverse tensile stress.
- the stationary mold part is preferably heated, however, solidifies over one narrow inlet gap dosed from the metal receptacle into the form of the Molten metal flowing out of the mold while it is being conveyed on the wheel jacket progressively radially outward from the wheel casing, in the area of the exit roller solidification corresponding to the height of the discharge gap is reached shall be. To ensure this, the exit roller is cooled. Except of the fact that due to the smaller cross section of the mold gap This is a known device because of the one-sided cooling in the area of the mold gap for continuous casting comparatively thin metal strips unsuitable.
- the invention solves the task in that the chilled part of the mold above a horizontal Diameter plane of the wheel is arranged and that the average height of the metal receptacle at least twice, preferably at least 5 times, in The circumferential direction of the wheel corresponds to the clear width of the food neck.
- the weight of the metal receptacle in the melt escaping melt absorbed by the shell of the wheel because the circumferential section of the wheel shell forming the mold wall above one horizontal diameter plane of the wheel.
- This will be the one with the metal receptacle connected, cooled mold part because of the discharge direction constant cross-section of the form and discharge gap in the solidification-related Shrinkage of the belt cooled on both sides relieves the friction largely reduced between the belt and the stationary mold part becomes.
- This part of the mold can therefore consist of graphite in a conventional manner.
- a medium container height is recommended for pouring corresponding to five times the clear width of the gullet to cool it down to prevent in the feeder or vessel area.
- the feeder can also on the wheel side inlet side of the Feeder a slider guided on the wheel casing to control the Inlet cross section of the feeder can be provided.
- the shell of the wheel can therefore be made of copper or a copper alloy to ensure the high thermal conductivity compared to graphite of these materials for good heat dissipation and thus high casting performance to be able to use without the otherwise associated with this mold material Fears disadvantages, particularly with regard to the surface quality of the belt to have to.
- a jacket made of copper or a copper alloy has one compared to that Usually steel wheel bodies have very different thermal expansion behavior on.
- great value must be placed between the two parts of the mold Measures to compensate for the different amounts of heat taken will. This results in particularly simple design relationships Context when the shell of the wheel has radial springs on the wheel body is supported, the uniform radial absorption, especially in the circumferential direction ensure effective changes in length of the jacket.
- the thickness of the strip to be cast is determined by the mutual distance between the determined both walls of the mold associated with the strip surfaces. Because of the Division of the mold between these walls can limit the side for that Band are formed by one of the two mold parts.
- the jacket of the wheel, which for this purpose is one of the strip thickness has corresponding receiving recess for the band into which the metal the metal receptacle flows. The one connected to the metal receptacle The mold part closes this receiving recess only outwards and in the opposite direction direction of discharge.
- the metal receptacle with the associated mold part on the swivel arms by one Wheel axis parallel axis pivotally mounted the pivot arms radial Have pitch cylinder for the metal receptacle, so far Relief of the seals from constraining forces can be achieved because of the Metal receptacle connected mold part due to its articulation to the Swivel arms formed independently of the other by the wheel jacket
- the mold part is centered when the mold part connected to the metal vessel passes over the The positioning cylinder is pressed against the wheel casing.
- the jacket of the wheel a cleaning device on the mold inlet side and one in the direction of the wheel rotation downstream device for applying a lubricant.
- the cleaning device preferably comprising a grinding device can the remaining on the wheel jacket after removing the band from this Lubricant residues are removed to create a new lubricant film to be applied to the jacket so that there is always a constant layer of lubricant results, which ensures a low-friction discharge of the tape.
- the device shown for the continuous casting of strips of copper or copper alloys consists essentially of a housing 1 for a metal receptacle 2, to which a mold 3 connects, which is divided into two and is made from one with the Metal receptacle 2 preferably integrally connected mold part 4 and a mold part 5 composed by a peripheral portion of the shell 6 of a wheel 7 is formed, which is rotatably mounted about a horizontal axis 8.
- Metal melt is provided with an induction heater 10, with the mold part 4 sealingly pressed onto the jacket 6 of the wheel 7.
- Housing 1 for the metal receptacle 2 is mounted on swivel arms 11, which are free sit rotatably on the axis 8 of the wheel 7 and one parallel to the wheel axis 8 Wear pivot axis 12 for the housing 1. Since the swivel arms 11 as a positioning cylinder 13 are formed or such adjusting cylinders for the radial displacement of the Have articulation axis 12, arises for the on the jacket 6 of the wheel 7 on the Setting cylinder 13 pressed mold part 4 according to an independent centering the pivotability about the articulation axis 12, so that the between the two Mold parts 4 and 5 provided that connected to the metal receptacle Gaskets 14 associated with mold part 4 are not caused by centering errors induced forces are exposed.
- the support of the housing 1 with the metal receptacle 2 takes place in the circumferential direction of the wheel 7 via a drivable cam disc 15, preferably an eccentric disc, which is an oscillating Rotational movement of the mold part 4 around the wheel axis 8 allowed.
- the circumferential section of the wheel shell 6 forming the mold part 5 lies above a horizontal plane of diameter through the wheel 7. This has the consequence that the liquid metal from the metal receptacle 2 in the receiving recess 16 for the strip 17 flows, the depth of which corresponds to the thickness of the strip 17 to be cast, so that the mold part 5 not only the wall assigned to one surface, but also forms the side walls of the mold 3, the other wall from which the receiving recess 16 outwards and counter to the direction of rotation of the wheel 7 final mold part 4 there.
- the tape 17 is with the jacket 6 of the rotating wheel 7 carried out, on the one hand tensile loads of the resulting Band avoids and on the other hand sliding friction between the through the jacket 6th mold part 5 and the band 17 largely excluded.
- the jacket 6 of the wheel 7 is preferably made of copper or a copper alloy, the good thermal conductivity properties of this material for the mold 3 to be able to take advantage of.
- the different thermal expansion behavior of this copper material against the iron material of the wheel body 24 makes a thermal expansion compensation required, which is achieved by radial springs 25, via the the copper jacket 6 is supported on the wheel body 24.
- the receiving recess 16 for the tape before entering the mold 3 with a lubricant film be provided.
- a device 26 for the application of lubricant provided, which is connected downstream of a cleaning device 27 to a to always get an even film of lubricant.
- the cooling of the metal receptacle 2 can be made in the usual way via heat sink 28 Copper or cooling lines are carried out which penetrate the mold part 4. So that Solidification shrinkage in the between the wheel jacket 6 and the mold part 4 resulting form and discharge gap 29 does not lead to the formation of voids for a good water make-up with liquid metal.
- This hydrostatic pressure is determined by the level of the metal receptacle 2 achieved. At a fill level that is at least double, preferably at least three times the inside width of the neck corresponds in the circumferential direction of the wheel 7, these conditions can easily be respected.
- the seal can be used to control the make-up conditions 14 on the wheel-side inlet side of the feeder 30 by a slide 31 to be replaced, which is indicated by dash-dotted lines in FIG. 2.
- This slider 31 is preferably guided on the wheel casing 6 and has a comb-like protruding teeth trimmed to provide a beneficial influx to achieve the liquid metal from the feeder 30 to the mold and discharge gap 29.
- a heating device 32 for example a gas burner can be provided.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stranggießen von Bändern aus Nichteisenmetall, insbesondere aus Kupfer oder Kupferlegierungen, mit einem beheizbaren Metallaufnahmegefäß und mit einer an das Metallaufnahmegefäß über einen Speiser angeschlossenen Kokille, die aus einem Umfangsabschnitt des Mantels eines um eine horizontale Achse drehbaren Rades und aus einem mit dem Metallaufnahmegefäß verbundenen, gekühlten Kokillenteil besteht, der dicht an den eine Austragseinrichtung für das Band ergebenden Mantel des Rades anschließt und mit dem Radmantel einen in Austragsrichtung einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisenden Form- und Austragspalt bildetThe invention relates to a device for the continuous casting of strips Non-ferrous metal, in particular made of copper or copper alloys, with a heatable metal receptacle and with a to the metal receptacle a feeder attached mold that emerges from a peripheral portion of the shell a wheel rotatable about a horizontal axis and from one with the metal receptacle connected, cooled mold part, which is close to the one discharge device for the band resulting jacket of the wheel and with the Wheel jacket with a constant cross-section in the discharge direction Form and discharge gap forms
Beim Stranggießen von Bändern aus Kupfer oder Kupferlegierungen werden Grafitkokillen eingesetzt, um die Schmiereigenschaften des Grafitwerkstoffes für rißfreie Bandoberflächen ausnützen zu können, die bei anderen Kokillenwerkstoffen aufgrund der auftretenden Reibung zwischen den formgebenden Kokillenwänden und dem Band nicht erreicht werden können. Da die Wärmeleitfähigkeit des Grafitwerkstoffes vergleichsweise gering ist und mit zunehmender Temperatur abnimmt, muß beim Einsatz von Grafitkokillen wegen der für die Erstarrung des Bandes erforderlichen Wärmeabfuhr zwangsläufig eine Beschränkung der Gießleistung in Kauf genommen werden. Dazu kommt noch, daß trotz der Schmiereigenschaften des Grafitwerkstoffes mit einem erheblichen Verschleiß der Kokille gerechnet werden muß, und zwar aufgrund der bei den Gießtemperaturen unvermeidbaren Reaktion des Kokillenwerkstoffes mit dem im Gießwerkstoff gebundenen Sauerstoff. Außerdem wird das entstehende Band durch die beim üblichen Horizontalstranggießen notwendigen Abzieheinrichtungen einer nachteiligen Zugbeanspruchung ausgesetzt.When casting strips of copper or copper alloys continuously, graphite molds are used used to improve the lubricating properties of the graphite material for crack-free To be able to take advantage of strip surfaces that are due to other mold materials the occurring friction between the mold walls and the mold Band cannot be reached. Because the thermal conductivity of the graphite material is comparatively low and decreases with increasing temperature Use of graphite molds because of the necessary for the solidification of the strip Heat removal inevitably put up with a limitation in the casting capacity will. In addition, despite the lubricating properties of the graphite material significant wear of the mold must be expected, namely due to the unavoidable reaction of the mold material at the casting temperatures with the oxygen bound in the casting material. Besides, that will resulting strip by the necessary in the usual horizontal continuous casting Pullers exposed to an adverse tensile stress.
Um die Nachteile zu vermeiden, die beim kontinuierlichen Gießen zwischen einem Rad und einem Stahlband auftreten, das den Radmantel entlang eines Umfangsabschnittes umschließt und eine Umfangsnut im Radmantel zur Bildung eines Formspaltes abdeckt, wurde bereits vorgeschlagen (US 4 274 471 A), einen oberhalb einer horizontalen Durchmesserebene liegenden Umfangsabschnitt des Radmantels als Formwand einer an ein Metallaufnahmegefäß angeschlossenen Kokille einzusetzen, deren formgebender Austragspalt von einer an den Radmantel angestellten Austrittsrolle bestimmt wird, die einen gegenüber dem Austragspalt erweiterten Formspalt zwischen dem Radmantel und einem mit dem Metallaufnahmegefäß verbundenen, feststehenden Kokillenteil abschließt. Da der vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehende Radmantel gekühlt, der den Formspalt begrenzende, feststehende Kokillenteil jedoch vorzugsweise erwärmt wird, erstarrt die über einen engen Einlaufspalt dosiert aus dem Metallaufnahmegefäß in den Formspalt der Kokille strömende Metallschmelze während ihrer Förderung auf dem Radmantel ausgehend vom Radmantel fortschreitend radial nach außen, wobei im Bereich der Austrittswalze eine der Höhe des Austragspaltes entsprechende Erstarrung erreicht werden soll. Um dies sicherzustellen, wird die Austrittsrolle gekühlt. Abgesehen davon, daß aufgrund des gegenüber dem Formspalt kleineren Querschnittes des Autragspaltes Austragschwierigkeiten zu erwarten sind, ist diese bekannte Vorrichtung wegen der einseitigen Kühlung im Bereich des Formspaltes für das Stranggießen vergleichsweise dünner Metallbänder ungeeignet.To avoid the disadvantages of continuous casting between one Wheel and a steel band occur that the wheel shell along a peripheral portion encloses and a circumferential groove in the wheel casing to form a mold gap covers, has already been proposed (US 4,274,471 A), one above one horizontal diameter plane lying circumferential section of the wheel casing as Insert mold wall of a mold connected to a metal receptacle, the shape-giving discharge gap of an exit roller placed on the wheel casing is determined, which is an enlarged mold gap compared to the discharge gap between the wheel casing and one connected to the metal receptacle, stationary mold part completes. Since the preferably made of copper or one Copper alloy, the existing wheel jacket is cooled, the stationary mold part is preferably heated, however, solidifies over one narrow inlet gap dosed from the metal receptacle into the form of the Molten metal flowing out of the mold while it is being conveyed on the wheel jacket progressively radially outward from the wheel casing, in the area of the exit roller solidification corresponding to the height of the discharge gap is reached shall be. To ensure this, the exit roller is cooled. Except of the fact that due to the smaller cross section of the mold gap This is a known device because of the one-sided cooling in the area of the mold gap for continuous casting comparatively thin metal strips unsuitable.
Schließlich ist es bekannt (GB 728 300 A), zum Stranggießen von Metallstreifen, Stangen oder Drähten beliebigen Querschnitts ein beheizbares Metallaufnahmegefäß mit einer über einen Speiser an dieses Metallaufnahmegefäß angeschlossenen Kokille vorzusehen, die aus einem Umfangsabschnitt des Mantels eines um eine horizontale Achse drehbaren Rades, aus einem in Umfangsrichtung des Rades verlängerten Abschnitt des Metallaufnahmegefäßes und aus einem anschließenden, mit dem Metellaufnahmegefäß verbundenen, gekühlten Kokillenabschnitt besteht, so daß sich zwischen dem verlängerten Abschnitt des Metallaufnahmegefäßes und dem anschließenden Kokillenteil einerseits sowie dem Radmantel anderseits ein Form- und Austragsspalt ergibt, der einen in Austragsrichtung des Gießstranges gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Da sich der gekühlte Kokillenabschnitt ausschließlich unterhalb einer horizontalen Durchmesserebene des Rades befindet, muß das Gewicht des gegossenen Stranges unterhalb der Durchmesserebene vom feststehenden, gekühlten Kokillenabschnitt aufgenommen werden, was zu einem hohen Verschleiß und daher zu einer geringen Standzeit der Kokille führt. Außerdem kann das durch das Erstarrungsschrumpfen im Kühlbereich der Kokille entstehende Volumendefizit kaum durch den sich oberhalb einer horizontalen Durchmesserebene des Rades erstrecken-den, in seinem Querschnitt gleichbleibenden Formspalt zwischen dem Speiserhals und dem gekühlten Kokillenteil mit flüssigem Metall aufgefüllt werden, so daß eine solche Vorrichtung zum Stranggießen vergleicfhsweise dünner Bänder beispielsweise aus Kupfer oder Kupferlegierungen ungeeignet ist.Finally, it is known (GB 728 300 A), for the continuous casting of metal strips, Rods or wires of any cross-section a heatable metal receptacle with one connected to this metal receptacle via a feeder To provide mold, which from a peripheral portion of the shell one by one horizontal axis of the rotatable wheel, from an elongated in the circumferential direction of the wheel Section of the metal receptacle and from a subsequent, with the metal receiving vessel connected, cooled mold section, so that between the extended portion of the metal receptacle and the subsequent one Chill part on the one hand and the wheel cover on the other hand a form and Discharge gap results in a constant in the discharge direction of the casting strand Has cross section. Because the chilled mold section is only below a horizontal plane of diameter of the wheel, the weight of the cast strand below the diameter plane of the fixed, cooled Chill section are added, resulting in high wear and tear therefore leads to a short service life of the mold. In addition, this can be done by Solidification shrinkage hardly occurs in the cooling area of the mold through which extend above a horizontal diameter plane of the wheel, in its cross-section constant shape gap between the food neck and the cooled mold part are filled with liquid metal, so that a such a device for continuous casting comparing thin strips, for example made of copper or copper alloys is unsuitable.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Stranggießen von Bändern aus Nichteisenmetall, insbesondere aus Kupfer oder Kupferlegierungen` so auszugestalten, daß die mit einer Grafitkokille verbundenen Nachteile hinsichtlich der Gießleistung weitgehend vermieden werden können, ohne auf eine gute Oberflächenqualität der gegossenen Bänder verzichten zu müssen.The invention is therefore based on the object of a device for continuous casting of non-ferrous metal strips, in particular of copper or copper alloys To design so that the disadvantages associated with a graphite mold in terms the casting performance can be largely avoided without relying on a good surface quality the cast tapes.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, daß der gekühlte Kokillenteil oberhalb einer horizontalen Durchmesserebene des Rades angeordnet ist und daß die mittlere Höhe des Metallaufnahmegefäßes zumindest der doppelten, vorzugsweise zumindest der 5fachen, in Umfangsrichtung des Rades gemessenen lichten Weite des Speiserhalses entspricht.Starting from a device of the type described above, the invention solves the task in that the chilled part of the mold above a horizontal Diameter plane of the wheel is arranged and that the average height of the metal receptacle at least twice, preferably at least 5 times, in The circumferential direction of the wheel corresponds to the clear width of the food neck.
Zufolge dieser Maßnahmen wird das Gewicht der aus dem Metallaufnahmegefäß in die Kokille austretende Schmelze durch den Mantel des Rades aufgenommen, weil der die Kokillenwand bildende Umfangsabschnitt des Radmantels oberhalb einer horizontalen Durchmesserebene des Rades liegt. Dadurch wird der mit dem Metallaufnahmegefäß verbundene, gekühlte Kokillenteil wegen des in Austragsrichtung gleichbleibenden Querschnittes des Form- und Austragspaltes beim erstarrungsbedingten Schwinden des beidseitig gekühlten Bandes entlastet, so daß die Reibung zwischen dem Band und dem feststehenden Kokillenteil weitgehend herabgesetzt wird. Dieser Kokillenteil kann daher in herkömmlicher Weise aus Grafit bestehen. Der Speiser zwischen dem Metallaufnahmegefäß und dem Formspalt der Kokille gewährleistet dabei aufgrund seines gegenüber dem Formspalt erheblich größeren Querschnittes, daß das im Formspalt durch das Erstarrungsschrumpfen entstehende Volumendefizit durch ein Nachspeisen mit flüssigem Metall ausgeglichen werden kann, das zu diesem Zweck auf einer ausreichend hohen Temperatur im beheizten Metallaufnahmegefäß gehalten werden muß. Außerdem ist für einen ausreichend großen hydrostatischen Druck im Speiserbereich zu sorgen, was wiederum eine entsprechendem Höhe des flüssigen Metalls im Metallaufnahmegefäß und damit eine angepaßte Höhe des Metallaufnahmegefäßes bedingt. Beträgt die mittlere Höhe des Metallaufnahmegefäßes zumindest das Doppelte der lichten Weite des Speiserhalses, so können im allgemeinen günstige Gießbedingungen im Sinne eines Gleichgewichtszustandes - zumindest nach dem Angießen geschaffen werden, wobei im Formspaltbereich eine für das Austragen des unter Schwerkraft gegossenen Bandes ausreichende Erstarrung erfolgt, ohne das Nachfließen noch flüssigen Metalls in die Schwindungsbereiche zu gefährden. Für das Angießen empfiehlt sich allerdings eine mittlere Gefäßhöhe entsprechend dem Fünffachen der lichten Weite des Speiserhalses, um ein Rückkühlen in den Speiser- bzw. Gefäßbereich zu verhindern. Zur Beeinflussung des Nachfließverhaltens über den Speiser kann außerdem auf der radseitigen Zulaufseite des Speisers ein auf dem Radmantel verschiebbar geführter Schieber zur Steuerung des Einlaufquerschnittes des Speisers vorgesehen sein. As a result of these measures, the weight of the metal receptacle in the melt escaping melt absorbed by the shell of the wheel because the circumferential section of the wheel shell forming the mold wall above one horizontal diameter plane of the wheel. This will be the one with the metal receptacle connected, cooled mold part because of the discharge direction constant cross-section of the form and discharge gap in the solidification-related Shrinkage of the belt cooled on both sides relieves the friction largely reduced between the belt and the stationary mold part becomes. This part of the mold can therefore consist of graphite in a conventional manner. Of the Feeder guaranteed between the metal receptacle and the mold gap of the mold due to its considerably larger cross section than the mold gap, that the volume deficit resulting from the solidification shrinkage in the mold gap can be compensated by adding water with liquid metal, for this purpose at a sufficiently high temperature in the heated metal receptacle must be kept. It is also large enough hydrostatic pressure in the feeder area, which in turn is a corresponding Height of the liquid metal in the metal receptacle and thus an adjusted Height of the metal receptacle conditional. Is the average height of the metal receptacle at least twice the clear width of the gullet, so in the general favorable casting conditions in the sense of a state of equilibrium - be created at least after casting, with a in the mold gap area sufficient solidification for the discharge of the strip cast under gravity takes place without the liquid metal still flowing into the shrinkage areas to endanger. However, a medium container height is recommended for pouring corresponding to five times the clear width of the gullet to cool it down to prevent in the feeder or vessel area. To influence the post-flow behavior Via the feeder can also on the wheel side inlet side of the Feeder a slider guided on the wheel casing to control the Inlet cross section of the feeder can be provided.
Da das Band mit dem es tragenden Mantel des Rades ohne Zugbelastung ausgetragen wird, bleibt die Reibung zwischen diesem mit dem Band mitbewegten Kokillenteil und dem Band gering, was den Einsatz anderer Kokillenwerkstoffe als Grafit erlaubt, zumal sich aufgrund der Umlaufbewegung des nur in einem Umfangsabschnitt die Kokillenwand bildenden Radmantels die Möglichkeit eröffnet, den Mantel vor dem Eintritt in die Kokille mit einem geeigneten Schmiermittel, beispielsweise einer grafithältigen Schlichte, zu versehen. Der Mantel des Rades kann daher aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen, um die im Vergleich zu Grafit hohe Wärmeleitfähigkeit dieser Werkstoffe für eine gute Wärmeabfuhr und damit eine hohe Gießleistung ausnützen zu können, ohne die sonst mit diesem Kokillenwerkstoff verbundenen Nachteile, insbesondere hinsichtlich der Oberflächenqualität des Bandes, befürchten zu müssen.Because the tape with the jacket of the wheel carried it without tensile load remains, the friction remains between this part of the mold moved along with the belt and the strip low, which allows the use of mold materials other than graphite, especially since due to the orbital movement of only in one circumferential section Wheel shell forming the mold wall opens up the possibility of the shell in front of the Entry into the mold with a suitable lubricant, for example one sizing containing graphite. The shell of the wheel can therefore be made of copper or a copper alloy to ensure the high thermal conductivity compared to graphite of these materials for good heat dissipation and thus high casting performance to be able to use without the otherwise associated with this mold material Fears disadvantages, particularly with regard to the surface quality of the belt to have to.
Ein Mantel aus Kupfer oder einer Kupferlegierung weist allerdings ein gegenüber dem üblicherweise stählernen Radkörper sehr unterschiedliches Wärmedehnungsverhalten auf. Da jedoch auf den Rundlauf des Radmantels wegen der notwendigen Dichtung zwischen den beiden Kokillenteilen großer Wert zu legen ist, müssen entsprechende Maßnahmen zum Ausgleich der unterschiedlichen Wärmedehmumgen getroffen werden. Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn der Mantel des Rades über radiale Federn an dem Radkörper abgestützt wird, die eine gleichmäßige radiale Aufnahme der vor allem in Umfangsrichtung wirksamen Längenänderungen ders Mantels sicherstellen.A jacket made of copper or a copper alloy, however, has one compared to that Usually steel wheel bodies have very different thermal expansion behavior on. However, because of the concentricity of the wheel cover because of the necessary seal great value must be placed between the two parts of the mold Measures to compensate for the different amounts of heat taken will. This results in particularly simple design relationships Context when the shell of the wheel has radial springs on the wheel body is supported, the uniform radial absorption, especially in the circumferential direction ensure effective changes in length of the jacket.
Die Dicke des zu gießenden Bandes wird durch den gegenseitigen Abstand der beiden den Bandoberflächen zugeordneten Wände der Kokille bestimmt. Wegen der Teilung der Kokille zwischen diesen Wänden kann die Seitenbegrenzung für das Band durch einen der beiden Kokillenteile gebildet werden. Vorteilhaft übernimmt diese Aufgabe der Mantel des Rades, der zu diesem Zweck eine der Banddicke entsprechende Aufnahmeausnehmung für das Band aufweist, in die das Metall aus dem Metallaufnahmegefäß fließt. Der mit dem Metallaufnahmegefäß verbundene Kokillenteil schließt diese Aufnahmeausnehmung lediglich nach außen und entgegen der Austragsrichtung ab. The thickness of the strip to be cast is determined by the mutual distance between the determined both walls of the mold associated with the strip surfaces. Because of the Division of the mold between these walls can limit the side for that Band are formed by one of the two mold parts. Advantageously takes over this task the jacket of the wheel, which for this purpose is one of the strip thickness has corresponding receiving recess for the band into which the metal the metal receptacle flows. The one connected to the metal receptacle The mold part closes this receiving recess only outwards and in the opposite direction direction of discharge.
Um die beim Stranggießen übliche Schwingbewegung der Kokille in Stranglängsrichtung sicherszustellen, kann das Metallaufnahmegefäß mit dem zugehörigen Kokillenteil auf koaxial zum Rad angeordneten Schwenkarmen gelagert und in Umfangsrichtung an einer antreibbaren Nockenscheibe abgestützt werden, die für eine entsprechende Schwingbewegung der Schwenkarme um eine mittlere Drehstellung sorgt. Trotz dieser Schwingbewegung in Umfangsrichtung des Radmantels muß die Dichtheit zwischen den beiden Kokillenteilen gegenüber einem Austritt des flüssigen Metalls gewährleistet werden. Wird in diesem Zusammenhang das Metallaufnahmegefäß mit dem zugehörigen Kokillenteil auf den Schwenkarmen um eine zur Radachse parallele Achse schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkarme radiale Anstellzylinder für das Metallaufnahmegefäß aufweisen, so kann eine weitgehende Entlastung der Dichtungen von Zwangskräften erreicht werden, weil sich der mit dem Metallaufnahmegefäß verbundene Kokillenteil aufgrund seiner Anlenkung an den Schwenkarmen selbständig gegenüber dem anderen durch den Radmantel gebildeten Kokillenteil zentriert, wenn der mit dem Metallgefäß verbundene Kokillenteil über die Anstellzylinder an den Radmantel angedrückt wird.About the vibrating motion of the mold in the longitudinal direction of the mold, which is common during continuous casting ensure the metal receptacle with the associated Chill part stored on swivel arms arranged coaxially to the wheel and in Are supported on a drivable cam disc circumferential direction for a corresponding swinging movement of the swivel arms around a middle rotational position worries. Despite this swinging movement in the circumferential direction of the wheel casing the tightness between the two mold parts must prevent leakage of the liquid metal can be guaranteed. In this context, the metal receptacle with the associated mold part on the swivel arms by one Wheel axis parallel axis pivotally mounted, the pivot arms radial Have pitch cylinder for the metal receptacle, so far Relief of the seals from constraining forces can be achieved because of the Metal receptacle connected mold part due to its articulation to the Swivel arms formed independently of the other by the wheel jacket The mold part is centered when the mold part connected to the metal vessel passes over the The positioning cylinder is pressed against the wheel casing.
Eine andere Möglichkeit, eine Kokillenschwingung in Gießrichtung zu erhalten, besteht darin, der Raddrehung eine oszillierende Drehbewegung zu überlagern, was ebenfalls zu einer entsprechenden Wirkung auf den Gießstrang führt. Selbstverständlich können auch Schwingbewegungen beider Kokillenteile kombiniert werden.Another way to get a mold vibration in the casting direction is to superimpose an oscillating rotary motion on the wheel rotation, what also leads to a corresponding effect on the casting strand. Of course oscillating movements of both mold parts can also be combined.
Wie bereits ausgeführt wurde, kann durch das Vorsehen eines umlaufenden Radmantels, der in einem Umfangsabschnitt eine Kokillenwand bildet, eine Schmierung dieses Kokillenteiles vorgenommen werden. Zu diesem Zweck kann dem Mantel des Rades auf der Kokillenzulaufseite eine Reinigungseinrichtung und eine in Radumlaufrichtung nachgeordnete Einrichtung zum Auftragen eines Schmiermittels zugeordnet sein. Mit Hilfe der vorzugsweise eine Schleifeinrichtung umfassenden Reinigungsvorrichtung können die nach dem Abnehmen des Bandes vom Radmantel auf diesem verbliebenen Schmiermittelreste abgetragen werden um anschließend einen neuen Schmiermittelfilm auf den Mantel aufzutragen so daß sich eine stets gleichbleibende Schmiermittelschicht ergibt, die für ein reibungsarmes Austragen des Bandes sorgt. As has already been explained, by providing a circumferential wheel casing, which forms a mold wall in a circumferential section, lubrication thereof Chill part can be made. For this purpose, the jacket of the wheel a cleaning device on the mold inlet side and one in the direction of the wheel rotation downstream device for applying a lubricant. With With the help of the cleaning device, preferably comprising a grinding device can the remaining on the wheel jacket after removing the band from this Lubricant residues are removed to create a new lubricant film to be applied to the jacket so that there is always a constant layer of lubricant results, which ensures a low-friction discharge of the tape.
Obwohl die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor allem beim Stranggießen von Bändern aus Kupfer oder Kupferlegierungen hervorzuheben sind, weil solche Werkstoffe sonst nur mit Grafitkokillen im Strang gegossen werden, können Vorrichtungen nach der Erfindung auch mit Vorteil für das Herstellen von Bändern aus anderen Werkstoffen beispielsweise Aluminium und seine Legierungen, eingesetzt werden.Although the advantages of the device according to the invention above all in continuous casting of tapes made of copper or copper alloys should be emphasized because such Devices can otherwise only be cast with graphite molds in a strand according to the invention also advantageous for the production of tapes other materials such as aluminum and its alloys will.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Stranggießen von Bändern aus Kupfer oder Kupferlegierungen in einer vereinfachten Seitenansicht und
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch das Metallaufnahmegefäß und die Kokille in einem größeren Maßstab.
- Fig. 1
- a device according to the invention for the continuous casting of strips of copper or copper alloys in a simplified side view and
- Fig. 2
- a longitudinal section through the metal receptacle and the mold on a larger scale.
Die dargestellte Vorrichtung zum Stranggießen von Bändern aus Kupfer oder Kupferlegierungen
besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 für ein Metallaufnahmegefäß
2, an das eine Kokille 3 anschließt, die zweigeteilt ist und sich aus einem mit dem
Metallaufnahmegefäß 2 vorzugsweise einstückig verbundenen Kokillenteil 4 und
einem Kokillenteil 5 zusammensetzt, der durch einen Umfangsabschnitt des Mantels
6 eines Rades 7 gebildet wird, das um eine horizontale Achse 8 drehbar gelagert ist.
Das Metallaufnahmegefäß 2, das zur Warmhaltung der über ein Gießrohr 9 eingefüllten
Metallschmelze mit einer Induktionsheizung 10 versehen ist, wird mit dem Kokillenteil
4 dichtend an den Mantel 6 des Rades 7 angedrückt. Zu diesem Zweck ist das
Gehäuse 1 für das Metallaufnahmegefäß 2 auf Schwenkarmen 11 gelagert, die frei
drehbar auf der Achse 8 des Rades 7 sitzen und eine zur Radachse 8 parallele
Anlenkachse 12 für das Gehäuse 1 tragen. Da die Schwenkarme 11 als Anstellzylinder
13 ausgebildet sind oder solche Anstellzylinder zur radialen Verlagerung der
Anlenkachse 12 aufweisen, stellt sich für den an den Mantel 6 des Rades 7 über die
Anstellzylinder 13 angedrückten Kokillenteil 4 eine selbständige Zentrierung zufolge
der Verschwenkbarkeit um die Anlenkachse 12 ein, so daß die zwischen den beiden
Kokillenteilen 4 und 5 vorgesehenen, dem mit dem Metallaufnahmegefäß verbundenen
Kokillenteil 4 zugeordneten Dichtungen 14 keinen durch Zentrierungsfehler
hervorgerufenen Zwangskräften ausgesetzt werden. Die Abstützung des Gehäuses 1
mit dem Metallaufnahmegefäß 2 erfolgt in Umfangsrichtung des Rades 7 über eine
antreibbare Nockenscheibe 15, vorzugsweise eine Exzenterscheibe, die eine oszillierende
Drehbewegung des Kokillenteiles 4 um die Radachse 8 erlaubt.The device shown for the continuous casting of strips of copper or copper alloys
consists essentially of a
Der den Kokillenteil 5 bildende Umfangsabschnitt des Radmantels 6 liegt oberhalb
einer horizontalen Durchmesserebene durch das Rad 7. Dies hat zur Folge, daß das
flüssige Metall aus dem Metallaufnahmegefäß 2 in die Aufnahmeausnehmung 16 für
das Band 17 fließt, deren Tiefe der Dicke des zu gießenden Bandes 17 entspricht, so
daß der Kokillenteil 5 nicht nur die der einen Oberfläche zugeordnete Wand, sondern
auch die Seitenwände der Kokille 3 bildet, deren andere Wand aus dem die Aufnahmeausnehmung
16 nach außen und entgegen der Umlaufrichtung des Rades 7
abschließenden Kokillenteil 4 besteht. Das Band 17 wird mit dem Mantel 6 des
drehenden Rades 7 ausgetragen, was einerseits Zugbelastungen des entstehenden
Bandes vermeidet und anderseits Gleitreibungen zwischen dem durch den Mantel 6
gebildeten Kokillenteil 5 und dem Band 17 weitgehend ausschließt. Es muß allerdings
dafür gesorgt werden, daß das Band 17 unterhalb einer horizontalen Durchmesser-ebene
durch das Rad 7 nicht vom Mantel 6 abfällt. Zu diesem Zweck sind in diesem
Umfangsbereich des Mantels 6 Führungsrollen 18 vorgesehen, die das Band 17 in
der Aufnahmeausnehmung 16 des Mantels 6 halten. Diese Führungsrollen 18 werden
von radialen Stellzylindern 19 gehalten, die auf Trägersegmenten 20 zu beiden Seiten
des Rades 7 angeordnet sind. Die drehfeste Abstützung dieser auf der Radachse 8
gelagerten Trägersegmente 20 erfolgt über Riegel 21 an einem Gestellteil 22. Im
unteren Scheitelbereich des Rades 7 wird das Band 17 vom Radmantel 6 abgenommen
und über einen Rollgang 23 in herkömmlicher Weise der weiteren Bearbeitung
zugeführt. DieAbstützung der Führungsrollen 18 braucht selbstverständlich nicht über
ein auf der Radachse 8 gelagertes Trägersegment 20 zu erfolgen, sondern könnte
auch z. B. radial außerhalb des Rades 7 vorgesehen sein, um den Radausbau zu
vereinfachen.The circumferential section of the
Der Mantel 6 des Rades 7 besteht vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung,
um die guten Wärmeleiteigenschaften diese Werkstoffes für die Kokille 3
ausnützen zu können. Das unterschiedliche Wärmedehnungsverhalten dieses Kupferwerkstoffes
gegenüber dem Eisenwerkstoff des Radkörpers 24 macht einen Wärmedehnungsausgleich
erforderlich, der durch radiale Federn 25 erreicht wird, über die
sich der Kupfermantel 6 am Radkorper 24 abstützt.The
Damit der Kupferwerkstoff des Mantels 6 trotz der durch das Mitbewegen des Mantels
6 mit dem Band 17 im Bereich der Kokille 3 minimierten Reibung nicht Anlaß für eine
verminderte Oberflächenqualität des Bandes 17 geben kann, kann die Aufnahmeausnehmung
16 für das Band vor dem Eintritt in die Kokille 3 mit einem Schmiermittelfilm
versehen werden. Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung 26 für den Schmiermittelauftrag
vorgesehen, die einer Reinigungseinrichtung 27 nachgeschaltet ist, um einen
stets gleichmäßigen Schmiermittelfilm zu erhalten. Die Reinigungseinrichtung 27, die
für eine Entfernung der Schmierfilmreste sorgt, besteht dabei vorteilhaft aus einer
Schleifeinrichtung.So that the copper material of the
Für den Betrieb der Vorrichtung ist darauf zu achten, daß die Temperaturverhältnisse
und die Gießgeschwindigkeit entsprechend aufeinander abgestellt werden, so daß
sich in einem Gleichgewichtszustand innerhalb der Kokille ein bestimmter Erstarrungsbereich
für das Band einstellt. Die Kühlung des dem Metallaufnahmegefäß 2
zugeordneten Kokillenteiles 4 kann dabei in üblicher Weise über Kühlkörper 28 aus
Kupfer oder Kühlleitungen erfolgen, die den Kokillenteil 4 durchsetzen. Damit das
Erstarrungsschrumpfen in dem sich zwischen dem Radmantel 6 und dem Kokillenteil
4 ergebenden Form- und Austragspalt 29 zu keiner Lunkerbildung führt, muß für eine
gute Nachspeisung mit noch flüssigem Metall gesorgt werden. Zu diesem Zweck ist
das Metallaufnahmegefäß 2 mit dem Form- und Austragspalt 29 über einen Einlaufkanal
in Form eines Speisers 30 verbunden, so daß aufgrund der Querschnittsverhältnisse
zwischen Speiser 30 und Form- und Austragspalt 29 ein sicheres Nachströmen
flüssigen Metalls in die Schwindungsbereiche des beidseitig gekühlten
Bandes ermöglicht wird, wenn ein entsprechender hydrostatischer Druck im Bereich
des Speisers 30 gegeben ist. Dieser hydrostatische Druck wird durch die Füllhöhe
des Metallaufnahmegefäßes 2 erzielt. Bei einer Füllhöhe, die wenigstens dem Doppelten,
vorzugsweise wenigstens dem Dreifachen, der lichten Weite des Speiserhalses
in Umfangsrichtung des Rades 7 entspricht, können diese Bedingungen ohne weiteres
eingehalten werden. Zur Steuerung der Nachspeisebedingungen kann die Dichtung
14 auf der radseitigen Zulaufseite des Speisers 30 durch einen Schieber 31
ersetzt werden, der in der Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist. Dieser Schieber 31 ist
vorzugsweise auf dem Radmantel 6 verschiebbar geführt und weist eine mit kammartig
vorspringenden Zähnen besetzte Randleiste auf, um einen vorteilhaften Zustrom
des flüssigen Metalls vom Speiser 30 zum Form- und Austragspalt 29 zu erzielen.When operating the device, make sure that the temperature conditions
and the casting speed can be adjusted accordingly so that
a certain solidification area within the mold in an equilibrium state
for the tape. The cooling of the
Zum Angießen des Stranges muß die Kokille entsprechend erwärmt werden, was eine
Aufwärmung des Radmantels 6 bedingt. Hiefür kann eine Heizeinrichtung 32, beispielsweise
ein Gasbrenner vorgesehen werden.To cast the strand, the mold must be heated accordingly, which is a
Warming up the
Claims (9)
- Apparatus for the continuous casting of strips of non-ferrous metal, more particularly of copper or copper alloys, with a heatable metal receiving vessel (2) and with a mould (3) connected to said vessel (2) via a feeder (30), the said mould consisting of a peripheral portion (5) of the casing (6) of a wheel (7) rotatable about a horizontal axis (8) and of a cooled mould part (4) which is connected to the metal receiving vessel (2) and which closely adjoins the casing (6) of the wheel (7), which casing forms a discharge means for the strip (17), the said mould part (4) co-operating with the wheel casing (6) to form a mould and discharge gap (29) which has a constant cross-section in the discharge direction, characterised in that the cooled mould part (4) is disposed above a horizontal diametric plane of the wheel (7) and in that the middle height of the metal receiving vessel (2) is equal to at least twice, preferably at least five times, the inside width of the feeder neck as measured in the peripheral direction of the wheel (7).
- Apparatus according to Claim 1, characterised in that a slide (31) for controlling the intake cross-section of the feeder (30) is provided on the inlet side of the feeder (30) adjacent the wheel, the said slide (31) being slidably guided on the wheel casing (6).
- Apparatus according to Claim 1 or 2, characterised in that the casing (6) of the wheel (7) consists of copper or a copper alloy.
- Apparatus according to any one of Claims 1 to 3, characterised in that the casing (6) of the wheel (7) is supported on the wheel body (24) by way of radial springs (25).
- Apparatus according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that the casing (6) of the wheel (7) has a receiving recess (16) for the strip (17), said recess corresponding to the strip thickness.
- Apparatus according to any one of Claims 1 to 5, characterised in that the metal receiving vessel (2) is mounted with the associated mould part (4) on pivoting arms (11) disposed coaxially with respect to the wheel (7) and is supported in the peripheral direction on a drivable cam disc (15).
- Apparatus according to Claim 6, characterised in that the metal receiving vessel (2) is mounted with the associated mould part (4) on the pivoting arms (11) so as to be pivotable about an axis (12) parallel to the wheel axis (8) and in that the pivoting arms (11) have radial adjusting cylinders (13) for the metal receiving vessel (2).
- Apparatus according to any one of Claims 1 to 7, characterised in that an oscillating rotary movement can be superimposed on the wheel rotation.
- Apparatus according to any one of Claims 1 to 8, characterised in that the casing (6) of the wheel (7) on the mould intake side is associated with a cleaning device (27) and a device (26) which is disposed downstream in the direction of rotation of the wheel for applying a lubricant.
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