EP1034057B1 - Verfahren zum angiessen eines endabmessungsnahen metallbandes - Google Patents

Verfahren zum angiessen eines endabmessungsnahen metallbandes Download PDF

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EP1034057B1
EP1034057B1 EP98954188A EP98954188A EP1034057B1 EP 1034057 B1 EP1034057 B1 EP 1034057B1 EP 98954188 A EP98954188 A EP 98954188A EP 98954188 A EP98954188 A EP 98954188A EP 1034057 B1 EP1034057 B1 EP 1034057B1
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melt
casting
siphon
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casting nozzle
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Ulrich Urlau
Joachim Kroos
Reinhard Scholz
Karl-Heinz Spitzer
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Salzgitter AG
SMS Siemag AG
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Salzgitter AG
SMS Demag AG
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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
    • B22D11/0631—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 travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt

Definitions

  • the invention relates to a method for casting a near-net-shape Metal strip in which the melt, in particular steel, over a Melt supply vessel in a pouring chamber of a siphon-like vessel and this pouring chamber by means of a main chamber pressurized with negative pressure a pouring nozzle is guided on a cooled conveyor belt.
  • DE 43 44 953 describes a method including the device required for this known for casting a metal tape close to the final dimension, in which in the Pouring nozzle near the mouth, a shut-off element is provided with which the The pouring nozzle can be shut off and opened in the form of a slit when poured on.
  • shut-off elements are extremely high loads exposed and therefore maintenance-intensive. Furthermore is a qualified one Operators required to program the correct slit-shaped Drive opening in the pouring channel.
  • the invention has set itself the goal of a method to cast on a metal tape close to the final dimension, the a safe start of the Belt caster enables.
  • the pouring chamber and in a siphon-like vessel so that the main chamber is filled until the liquid melt over the Siphon apex flows into the pouring nozzle.
  • the melt flows out over the Channel bottom of the pouring nozzle is the melt flow in the way through the Pouring nozzle led that their cross section closes like a plug.
  • means can be provided that flow out of the area Deflect the melt stream in the form of a ski jump so that it is in the pouring channel a graft forms.
  • the redirection can also be done by turning on an outside the casting nozzle arranged magnets are caused.
  • the plug is connected to the main chamber when moving off Vacuum pump generated negative pressure and kept flowing by the Melt enlarged, with a small part of the melt on the endless belt is delivered.
  • the negative pressure becomes so set that the main chamber is sufficiently supplied with melt and the Level in the pouring chamber slightly above the height of the cast tape is held.
  • the Vacuum device can be switched off, but only if there is any Leakage is used. The entire regulation of the melt feed is directly via the level measurement in the pouring chamber or the Level measurement of the finished belt carried out
  • Figures 1.1 to 1.3 show a melt supply vessel 11, at the bottom of a Immersion spout 12 is connected, its inflow opening through a plug 13 is lockable.
  • the immersion spout 12 projects into a siphon-like vessel 21, which is a Pouring chamber 22 and a main chamber 24 separated by a partition 23 has, to which a pouring nozzle 25 is connected.
  • the casting nozzle 25 is followed by a belt device with an endless belt 31, which has a driven roller 32 and a deflection drum 33.
  • the main chamber 24 is connected to a vacuum pump 41, which is also a Pressure meter 73 is connected to a processor 71.
  • the processor 71 is in addition with a signal transmitter for the level of the band 72 and one Actuator 74 connected to control the plug 13.
  • FIG. 1 shows how the melt S from the melt supply vessel 11 in the pouring chamber 22 and simultaneously flows into the main chamber 24 and the Siphon crown K overflows.
  • the Melt stream on a jump hill-shaped elevation 51 and is thereby in the Distracted that a plug is formed within the pouring channel 26.
  • a vacuum is generated which causes the plug enlarged and gradually fills the pouring channel 26.
  • the further increase in Vacuum is, as shown in Figure 1.3, the main chamber 24 largely Melt S filled and the melt level lowered in the pouring chamber 22. at The belt height and level are reached in a steady state Pump 41 turned off.
  • Figures 2.1 to 2.3 show means for deflecting the melt flow in the Casting channel.
  • a jump hill-shaped elevation 51 is shown in FIG. 2.1 provided, which is designed in cross section as a semicircle with a radius r.
  • the part facing the melt is configured in radius R and the part facing the mouth is conical.
  • the means for forming a plug is outside the pouring channel 26 attached magnet 56.
  • FIGs 3.1 and 3.2 configurations are shown in which the Grafting is formed in the mouth area.
  • the are sketchy Pouring channel 26 and the channel underside 27 and the channel top 28 are shown have an embodiment in the mouth area 29 in which the channel top 28 has a distance H from the upper run 34 of the endless belt 31.
  • FIG. 3.1 shows how the melt stream S flows onto the upper run 34 strikes and rebounds from there and hits the forehead of the channel top 28 and thus forms a plug in the mouth area.
  • This extension 61 is form-fitting on the Channel top 28 attached. The first time the melt stream S hits, the Extension 61 deflect this around by the action of heat To be melted and thus the complete height H for the To release normal casting operation.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes, bei dem die Schmelze, insbesondere Stahl, über ein Schmelzenzufuhrgefäß in einer Eingießkammer eines siphonartigen Gefäßes und von dieser Eingießkammer über eine mit Unterdruck beaufschlagten Hauptkammer mittels einer Gießdüse auf ein gekühltes Transportband geführt wird.
Aus DE 43 44 953 ist ein Verfahren einschließlich der dazu erforderlichen Vorrichtung zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes bekannt, bei dem in der Gießdüse in der Nähe der Mündung ein Absperrelement vorgesehen ist, mit dem die Gießdüse absperrbar ist und beim Angießen schlitzförmig geöffnet wird.
In der rauhen Umgebung sind Absperrelemente extrem hohen Belastungen ausgesetzt und daher wartungsintensiv. Weiterhin ist eine qualifiziertes Bedienungspersonal erforderlich, um das richtige Programm der schlitzförmigen Öffnung im Abgießkanal zu fahren.
Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, ein Verfahren zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes zu schaffen, das ein sicheres Anfahren der Bandgießanlage ermöglicht.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 1.
Die Unteransprüche 2 bis 6 gestalten das Verfahren nach Anspruch 1 in zweckmäßiger Weise aus.
Erfindungsgemäß werden bei einem siphonartigen Gefäß die Eingießkammer und damit die Hauptkammer so weit gefüllt, bis die flüssige Schmelze über den Siphonscheitel in die Gießdüse strömt. Beim Abströmen der Schmelze über die Kanalunterseite der Gießdüse wird der Schmelzenstrom in der Weise durch die Gießdüse geführt, daß sich ihr Querschnitt pfropfenartig verschließt.
Hierzu können Mittel vorgesehen sein, die den flächenförmig abströmenden Schmelzenstrom in Form einer Sprungschanze so umlenken, daß sich im Gießkanal ein Pfropfen bildet. Die Umlenkung kann auch durch Einschalten eines außerhalb der Gießdüse angeordneten Magneten hervorgerufen werden.
Zur Bildung des Pfropfens im Mündungsbereich der Gießdüse wird vorgeschlagen, die Mündung so auszugestalten, daß im wesentlichen durch eine definierte Beabstandung der Kanaloberseite der Gießdüse beim Auftreffen des Schmelzenstromes auf den Obertrum des Endlosbandes in der Weise umgelenkt wird, daß sich kurzfristig die gesamte Mündung mit Schmelze füllt und einen Pfropfen bildet.
Der Pfropfen wird durch den beim Anfahren an die Hauptkammer angeschlossene Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck gehalten und durch die nachfließende Schmelze vergrößert, wobei ein geringer Teil der Schmelze auf das Endlosband abgegeben wird. Nachdem bezüglich des Schmelzenstromes eine sichere hydraulische Verbindung zwischen dem Einlauf in die Eingießkammer und dem Auslauf über die Mündung des Gießkanals gegeben ist, wird der Unterdruck so eingestellt, daß die Hauptkammer ausreichend mit Schmelze versorgt ist und der Pegel in der Eingießkammer geringfügig über der Höhe des gegossenen Bandes gehalten wird. Nach Stabilisierung der Gießverhältnisse kann die Unterdruckeinrichtung abgeschaltet werden, wobei sie nur noch bei eventuellen Leckagen zum Einsatz kommt. Die gesamte Regelung der Schmelzenzuführung wird unmittelbar über die Pegelmessung in der Eingießkammer oder die Höhenstandsmessung des fertigen Bandes durchgeführt
Bei Einsatz einer sprungschanzenähnlichen Erhöhung an der Kanalunterseite wird diese in der Weise ausgestaltet, daß sie während des Normalbetriebes die Schmelzenströmung nicht behindert, bei Gießbeginn aber eine sichere Pfropfenbildung bewirkt.
Soweit sich der Pfropfen ausschließlich im Mündungsbereich bilden soll, wird dies durch einen vorgebbaren Abstand der Mündung der Kanaloberseite gesichert.
Die Zeichnungen zeigen eine nicht erfindungsgemäße Einrichtung, die für die Durchsführung des Verfahrens gemäß Erfindung verwendet werden könnte.
Figur 1
die Abfolge beim Angießen
Figur 2
Mittel zum Umlenken des Schmelzenstroms im Gießkanal
Figur 3
Mittel zum Umlenken im Mündungsbereich des Gießkanals.
Die Figuren 1.1 bis 1.3 zeigen ein Schmelzenzuführgefäß 11, an dessen Boden ein Tauchausguß 12 angeschlossen ist, dessen Einströmöffnung durch einen Stopfen 13 verschließbar ist.
Der Tauchausguß 12 ragt in ein siphonartiges Gefäß 21, welches eine Eingießkammer 22 und durch eine Trennwand 23 getrennt eine Hauptkammer 24 besitzt, an die eine Gießdüse 25 angeschlossen ist.
Der Gießdüse 25 nachgeschaltet ist eine Bandeinrichtung mit einem Endlosband 31, welches eine angetriebene Rolle 32 und eine Umlenktrommel 33 besitzt.
Die Hauptkammer 24 ist mit einer Vakuumpumpe 41 verbunden, die ebenso wie ein Druckmesser 73 mit einem Prozessor 71 in Verbindung steht. Der Prozessor 71 ist darüber hinaus mit einem Signalgeber für den Höhenstand des Bandes 72 und einem Aktuator 74 zur Steuerung des Stopfens 13 verbunden.
Bei der Figur 1 ist dargestellt, wie die Schmelze S vom Schmelzenzuführgefäß 11 in die Eingießkammer 22 und gleichzeitig in die Hauptkammer 24 strömt und dabei den Siphonscheitel K überströmt. Beim Abfließen in den Gießkanal 26 trifft der Schmelzenstrom auf eine Sprungschanzenförmige Erhöhung 51 und wird dabei in der Weise abgelenkt, daß ein Pfropfen innerhalb des Gießkanals 26 entsteht. Durch die im Betrieb befindliche Pumpe 41 wird ein Vakuum erzeugt, welches den Pfropfen vergrößert und allmählich den Gießkanal 26 füllt. Die weitere Erhöhung des Unterdrucks wird wie in Figur 1.3 gezeigt, die Hauptkammer 24 weitgehend mit Schmelze S gefüllt und in der Eingießkammer 22 der Schmelzenpegel abgesenkt. Bei Erreichen eines stationären Zustandes der Bandhöhe sowie des Pegels wird die Pumpe 41 abgestellt.
Die Figuren 2.1 bis 2.3 zeigen Mittel zum Umlenken des Schmelzenstromes im Gießkanal. In der Figur 2.1 ist dabei eine Sprungschanzenförmige Erhöhung 51 vorgesehene, die im Querschnitt als Halbkreis ausgestaltet ist mit einem Radius r.
In der Figur 2.2 ist der der Schmelze zugewandte Teil im Radius R ausgestaltet und der zur Mündung weisende Teil konisch augebildet. Durch diese Ausgestaltung wird der Schmelzenstrom definiert umgelenkt und die Pfropfenbildung sicher erreicht. Bei dem Normalbetrieb ist diese Erhöhung nur ein geringes und damit vernachlässigbares Hindernis im Gießkanal.
In der Figur 2.3 ist das Mittel zur Pfropfenbildung ein außerhalb des Gießkanals 26 angebrachter Magnet 56.
In den Figuren 3.1 und 3.2 werden Ausgestaltungen dargestellt, bei denen der Pfropfen im Mündungsbereich gebildet wird. In der Figur 3.1, sind skizzenhaft der Gießkanal 26 sowie die Kanalunterseite 27 und die Kanaloberseite 28 dargestellt, die im Mündungsbereich 29 eine Ausgestaltung aufweisen, bei der die Kanaloberseite 28 zum Obertrum 34 des Endlosbandes 31 einen Abstand H besitzt.
In der Figur 3.1 ist dargestellt, wie der Schmelzenstrom S auf den Obertrum 34 auftrifft und von dort zurückprallt und die Stirn der Kanaloberseite 28 trifft und damit im Mündungsbereich einen Pfropfen bildet.
In der Figur 3.2 läßt sich die Höhe H' deutlich verringern durch Anordnung einer Verlängerung 61. Diese Verlängerung 61 ist gemäß der Figur 3.2 formschlüssig an der Kanaloberseite 28 befestigt. Beim ersten Auftreffen des Schmelzenstroms S wird die Verlängerung 61 diesen umlenken um anschließend durch die Wärmeeinwirkung der Schmelze aufgeschmolzen zu werden und damit die komplette Höhe H für den Normalgießbetrieb freizugeben.
Positionsliste Eingießen
11
Schmelzenzuführgefäß
12
Tauchausguß
13
Stopfen
Siphon
21
Siphonartiges Gefäß
22
Eingießkammer
23
Trennwand
24
Hauptkammer
25
Gießdüse
26
Gießkanal
27
Kanalunterseite
28
Kanaloberseite
29
Mündung
Bandeinrichtung
31
Endlosband
32
Angetriebene Umlenkroll
33
Umlenktrommel
34
Obertrum
Vakuumeinrichtung
41
Vakuumpumpe
Mittel
51
Sprungschanzenförmige Erhöhung
56
Magnet
Kanalmündung
61
Verlängerung
M+R Einrichtung
71
Prozessor
72
Höhenstandsmesser Band
73
Druckmesser
74
Aktuator
K
Siphonscheitel
S
Schmelze
r
Radius Erhöhung
R
Radius Sprungchance

Claims (6)

  1. Verfahren zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes, bei dem die Schmelze, insbesondere Stahl, über ein Schmelzenzufuhrgefäß in einer Eingießkammer eines siphonartigen Gefäßes und von dieser Eingießkammer über eine mit Unterdruck beaufschlagten Hauptkammer mittels einer Gießdüse auf ein gekühltes Transportband geführt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) die Eingießkammer und die Hauptkammer werden bis zum Siphonscheitel gefüllt,
    b) vor Überströmen der Schmelze über den Siphonscheitel wird die mit der Hauptkammer verbundene Unterdruckeinrichtung in Betrieb gesetzt,
    c) nach Überströmen der Schmelze über den Siphonscheitel wird der Schmelzenstrom in der Weise durch die Gießdüse geführt, daß sich ihr Querschnitt pfropfenartig verschließt,
    d) in Abhängigkeit von der Lage des in der Gießdüse befindlichen Pfropfens wird der Unterdruck erhöht, bis beim Schmelzenstrom eine hydraulische Verbindung zwischen Einlauf und Auslauf besteht und in einer Weise eingestellt, daß an der Mündung der Gießdüse Schmelze ausströmt,
    e) anschließend wird der Schmelzenspiegel in der Eingießkammer auf einem Wert gehalten, für den gilt, daß der zufließende Schmelzenstrom gleich ist dem abfließenden Schmelzenstrom.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Schmelzenstroms an einer vorgebbaren Stelle im Kanal der Gießdüse zur Bildung des Pfropfens spontan geändert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung mechanisch erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung durch ein magnetisches Feld hervorgerufen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Schmelzenstroms nach Verlassen der Gießdüse in der Weise umgelenkt wird, daß sich der Pfropfen im Mündungsbereich bildet.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufnahme des Gießbetriebes die Unterdruckeinrichtung abgeschaltet wird und
    daß die Höhe des erzeugten Produktes erfaßt und über Aktuatoren unmittelbar zur Steuerung der das Schmelzenzufuhrgefäß verlassende Schmelzenmenge verwendet wird.
EP98954188A 1997-10-13 1998-09-11 Verfahren zum angiessen eines endabmessungsnahen metallbandes Expired - Lifetime EP1034057B1 (de)

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