Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
kontinuierlichen Vergießen von Metallschmelzen,
insbesondere Stahlschmelzen, zu gegossenem Band mit zwei
gegenläufig rotierenden, achsparallel angeordneten
Gießwalzen, die einen zwischen ihnen ausgebildeten
Gießspalt begrenzen, und mit plattenförmigen
Seitenabdichtungen, die den Gießspalt und den darüber
stehenden Schmelzensumpf an ihren von den Gießwalzen
freien Endseiten abdichten.
Beim Bandgießen von Stahl in derartigen auch als "Double
Roller-" oder "Zwei-Rollen-Gießmaschine" bezeichneten
Bandgießmaschinen dienen zur seitlichen Abdichtung des
Gießspaltes und des Schmelzensumpfes in der Regel
keramische Platten, die gegen die im Gießbetrieb
gegenläufig rotierenden Gießwalzen gepreßt werden. Diese
Seitenabdichtungsplatten bestehen dabei aus einem relativ
weichen Material, so daß sie in den Bereichen, in denen
es zu einer Relativbewegung zwischen den
Seitenabdichtungen und den rotierenden Gießwalzen kommt,
einem starken örtlichen Verschleiß unterliegen.
Gleichzeitig sind auch die Stirnseiten aus einem an sich
weichen Material, wie Graphit oder Kupfer, gebildet,
dessen Härte jedoch größer ist als die Härte der
Seitenabdichtung.
Der Vorteil einer solchen Paarung relativ weicher
Materialien besteht darin, daß es aufgrund des im Bereich
der Kontraktflächen eintretenden Verschleißes selbsttätig
zu einer Anpassung der Kontur des nicht im direkten
Kontakt zu den Gießwalzen stehenden Abschnitts der
Seitenabdichtungen an den zwischen den Gießwalzen
vorhandenen Raum kommt. Auf diese Weise ist
sichergestellt, daß die Seitenabdichtung stets paßgenau
in der seitlichen Öffnung des Gießspaltes sitzt und
diesen so sicher abdichtet.
In der Praxis stellt sich jedoch heraus, daß für diesen
Vorteil eine erheblich eingeschränkte Lebensdauer der
Seitenabdichtungen in Kauf genommen werden muß. So kann
es beispielsweise dazu kommen, daß der Gießbetrieb
aufgrund eines vorzeitigen Verschleißes der
Seitenabdichtungen unterbrochen werden muß. Diese
Probleme schränken die Einsatzdauer und
Betriebssicherheit bekannter Gießvorrichtungen erheblich
ein.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, ausgehend von
dem voranstehend erläuterten Stand der Technik die
Verfügbarkeit einer Vorrichtung zum Vergießen von
Metallschmelze zu einem gegossenen Band zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung
der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß die
Seitenabdichtungen beweglich angetrieben sind, wobei sie
vorzugsweise um eine achsparallel zur Drehachse der
Gießwalzen angeordnete Drehachse rotieren. Indem die
Seitenabdichtung eine eigene Relativbewegung gegenüber
den ihnen jeweils zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen
durchführen, wird wirkungsvoll verhindert, daß sich
erstarrendes Metall an der Seitenabdichtung zu größeren
Ansammlungen anlagert. Beim Stand der Technik
beschleunigt derart an der Seitenabdichtung
"anfrierendes" Material den Verschleiß der
Seitenabdichtung. Zudem kann es infolge der mit dem
Fortschritt des Gießprozesses zunehmenden Größe der
Anfrierungen zu einer erheblichen Störung des
Gießvorgangs kommen. Auch ist bei während des
Gießvorgangs bewegten Seitenabdichtungen die Dauer, über
die jeder ihrer jeweils im seitlich offenen Bereich des
Gießspalts und des Schmelzensumpfes befindliche Abschnitt
mit der Metallschmelze in Berührung kommt, verkürzt. Dies
führt ebenfalls zu einer deutlichen Verminderung des
Verschleißes bewegter Seitenabdichtungen.
Die Vorteile von während des Gießens relativ zu den
Stirnseiten der Gießwalze bewegten Seitenabdichtungen
macht sich schon bei Seitenabdichtungen positiv
bemerkbar, die aus herkömmlich für ihre Herstellung
verwendetem, weichen Material bestehen. Besonders
vorteilhaft wirkt sich diese Beweglichkeit jedoch bei aus
einem harten Werkstoff bestehenden Seitenabdichtungen
aus, die auch bei relativ zueinander bewegten Stirnseiten
und Seitenabdichtungen nur einen minimalen Reibverschleiß
zeigen.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung bestehen Seitenabdichtungen daher aus hartem,
hoch-verschleißfestem Feuerfest-Werkstoff. Bei einer
erfindungsgemäß ausgebildeten Gießvorrichtung läßt sich
so der Reibverschleiß der sich bewegenden
Seitenabdichtung auf ein Minimum reduziert. Indem ein
äußerst verschleißfester feuerfester Werkstoff für die
Herstellung der Seitenabdichtungen verwendet wird, ist
deren Verschleiß auch dann bei direktem Kontakt mit den
Stirnseiten der Gießwalzen minimiert, wenn die
Abdichtungen im Gießbetrieb unter hohem Druck gegen die
ihnen zugeordneten Stirnseiten gepreßt werden.
Überraschend hat sich herausgestellt, daß die auf diese
Weise erzeugte seitliche Abdichtung des Gießspaltes
wirkungsvoller ist als die bei herkömmlichen, aus weichem
Material bestehenden Seitenabdichtungen.
Als Werkstoff für die Seitenabdichtungen kommt ein
Zirkonoxid ZrO2, Zirkondiborit ZrB2, Aluminiumoxid,
Siliziumcarbid oder Mischungen dieser Komponenten
aufweisender Feuerfest-Werkstoff in Frage. Ein solcher
Feuerfest-Werkstoff kann erforderlichenfalls zusätzliche
Trägermaterialien, wie Graphit o.ä., enthalten, welche
zum Einbetten der Hartstoffteile in eine geeignete Matrix
benötigt werden. Ebenso können zur Stabilisierung der
jeweiligen Komponente benötigte Elemente, wie Calciumoxid
CaO, in dem Werkstoff vorhanden sein. Wesentlich ist
dabei, daß der jeweils verwendete Werkstoff eine
ausreichend hohe Härte und damit einhergehend eine gute
Verschleißfestigkeit besitzt, um den im Bereich der
Kontaktflächen verursachten Abrieb auf ein Minimum zu
reduzieren und gleichzeitig möglichst hohe Anpresskräfte
zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung sind die
Stirnseiten der Gießwalzen mindestens in ihrem mit der
jeweiligen Seitenabdichtung in Kontakt kommenden
Abschnitten aus einem harten, verschleißfesten Werkstoff
gebildet. Bei diesem Werkstoff kann es sich um einen
hochverschleißfesten Stahl handeln, der beispielsweise
der Gruppe der Stellite oder Manganstähle angehört.
Alternativ kann die harte Schicht aus
hochverschleißfestem Keramikwerkstoff bestehen, der
beispielsweise Chromcarbid und / oder Wolframcarbid
aufweisen. Ebenso ist es denkbar, andere ausreichend
harte Metalle, wie beispielsweise Titan, oder deren
Legierung als Werkstoff für die harte Schicht zu
verwenden.
Werden die Stirnseiten der Gießwalzen mit einer harten
Oberflächenschicht ausgestattet, so besteht zwischen
ihnen und der jeweils an ihnen anliegenden
Seitenabdichtung eine Materialpaarung, bei der ein hartes
Material einem ebenfalls harten Material gegenübersteht.
Diese Materialpaarung ermöglicht es, bei geringer
Verschleißgefahr besonders hohe Anpresskräfte
aufzubringen, so daß eine besonders hohe Dichtheit
gewährleistet ist. Zudem zeigt sich, daß der
Reibverschleiß bei Wahl der Materialpaarung "hart/hart"
im Bereich des Kontakts zwischen den Seitenabdichtungen
und den beiden ihnen jeweils zugeordneten Stirnseiten der
Gießwalzen so gering ist, daß die Seitenabdichtungen über
einen langen Zeitraum eingesetzt werden können. So ist es
in vielen Fällen möglich, eine erfindungsgemäß
beschaffene Seitenabdichtung nach dem Vergießen einer
ersten Schmelzencharge für mindestens einen weiteren
Abguß einzusetzen.
In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten kann es
jedoch auch günstig sein, wenn die Stirnseiten der
Gießwalzen mindestens in ihren mit den Seitenabdichtungen
in Kontakt kommenden Abschnitten aus einem weichen
Werkstoff gebildet sind. Grundsätzlich kommen zu diesem
Zweck weiche Stähle, Graphit oder weiche feuerfeste
Materialien in Frage. Auch können ausreichend weiche
Beschichtungen aus anderen Metallen, wie Nickel,
eingesetzt werden.
Bei Verwendung von Gießwalzen, deren Stirnseite aus einem
weichen Werkstoff gebildet ist, arbeitet sich die
Seitenplatte langsam in die jeweilige Stirnseite ein.
Durch den auf diese Weise erzeugten paßgenauen Sitz der
harten Seitenabdichtung in den mit ihnen in Kontakt
kommenden Abschnitten der Gießwalzen ist eine gute
Abdichtung auch dann gewährleistet, wenn beispielsweise
infolge von anlagen- oder prozeßbedingten Beschränkungen
die auf die Seitenabdichtung ausgeübten Druckkräfte ein
bestimmtes Maximum nicht überschreiten dürfen.
Erforderlichenfalls können zugegebene Schmierstoffe oder
selbstschmierende Werkstoffe zur Ausbildung der mit den
Seitenabdichtungen in Kontakt kommenden Abschnitte der
Gießwalzen verwendet werden, um ein frühzeitiges Ende der
Lebensdauer der Walzen infolge von Reibverschleiß zu
verhindern.
Die auf den Stirnseiten der Gießwalzen aufgebrachten
Schichten können in Form von Scheiben oder Ringen auf die
betreffende Stirnseite mit Hilfe von geeigneten
Befestigungsmitteln, wie Schrauben, Nieten oder Bolzen,
mechanisch befestigt sein. Ebenso kann die Schicht durch
Auftragsschweißen oder vergleichbare
Beschichtungsverfahren aufgebracht werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen schematisch:
- Fig. 1
- eine Zwei-Rollen-Gießvorrichtung in einer Ansicht
von oben;
- Fig. 2
- die Zwei-Rollen-Gießvorrichtung in einem Schnitt
entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Linie X-X.
Die Vorrichtung 1 zum Gießen eines Stahlbands B weist
zwei achsparallel zueinander angeordnete und gegenläufig
zueinander rotierende Gießwalzen 2,3 auf, welche die
Längsseiten eines zwischen ihnen ausgebildeten
Gießspaltes 4 und des darüber angeordneten
Schmelzensumpfs 5 begrenzen. Die beiden seitlichen, von
den Gießwalzen 2,3 freien Querseiten des Gießspalts 4 und
des Schmelzensumpfs 5 sind durch jeweils eine
Seitenabdichtung 6,7 abgedichtet.
Die Seitenabdichtungen 6,7 sind aus einem besonders
harten, verschleißfesten keramischen Feuerfest-Werkstoff
hergestellt. Sie weisen die Form einer Kreisscheibe auf
und sind um eine achsparallel zu den Drehachsen 8,9 der
Gießwalzen 2,3 ausgerichteten Drehachse 10 beweglich
gelagert. Ihr Durchmesser D ist so bemessen, daß sie den
Gießspalt 4, den Schmelzensumpf 5 und die ihnen jeweils
zugeordneten Stirnseiten 11,12 bzw. 13,14 der Gießwalzen
2,3 über eine für eine ordungsgemäße Abdichtung
ausreichenden Bereich überdecken. Über nicht dargestellte
Antriebseinrichtungen können die Seitenabdichtungen 6,7
in Bewegung versetzt werden, so daß sie relativ zu den
ihnen jeweils zugeordneten Stirnseiten 11,12 bzw. 13,14
der Gießwalzen 2,3 rotieren.
An ihren den Seitenabdichtungen 6,7 zugeordneten
Stirnseiten 11,12 bzw. 13,14 sind die Gießwalzen 2,3
jeweils mit einer Schleißscheibe 15,16 bzw. 17,18
versehen. Die Schleißscheiben 15 bis 18 sind lösbar
mittels nicht dargestellter Schrauben an der jeweiligen
Gießwalze 2,3 befestigt. Diese Schleißscheiben 15 bis 18
bilden eine Schicht, mit der die jeweilige
Seitenabdichtung 6,7 in direkten Kontakt kommt. Sie sind
aus einem harten Werkstoff, wie einem Mangan-Stahl oder
einem keramischen Material, hergestellt.
Beim Vergießen der Stahlschmelze, aus welcher das
Stahlband B erzeugt werden soll, rotieren die Gießwalzen
2,3 derart gegenläufig, daß die sich auf ihnen bildenden
Schalen aus erstarrtem Stahl gemeinsam mit noch
fließfähiger Schmelze in einer nach unten gerichteten
Bewegung in den Gießspalt 4 gefördert werden.
Gleichzeitig werden die sich um ihre Drehachse 10
drehenden Seitenabdichtungen 6,7 jeweils mit einer hohen
Druckkraft P gegen die ihnen zugeordneten Stirnseiten
11,12 bzw. 13,14 der Gießwalzen gepreßt. Auf diese Weise
sind auch die von den Gießwalzen 2,3 nicht begrenzten
seitlichen Enden des Gießspalts 4 sicher abgedichtet. Das
im Gießspalt 4 gebildete gegossene Band B wird über eine
nicht dargestellte Fördereinrichtung der weiteren
Verarbeitung zugeführt.
BEZUGSZEICHEN
- 1
- Vorrichtung zum Gießen eines Stahlbands B
- 2,3
- Gießwalzen
- 4
- Gießspalt
- 5
- Schmelzensumpf
- 6,7
- Seitenabdichtung
- 8,9
- Drehachsen der Gießwalzen 2,3
- 10
- Drehachse der Seitenabdichtungen 6,7
- 11-14
- Stirnseiten der Gießwalzen 2,3
- 15-18
- Schleißscheiben
- B
- gegossenes Stahlband
- D
- Durchmesser der Seitenabdichtungen
- P
- Druckkraft