EP1946866A1

EP1946866A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vergiessen von NE-Metallschmelzen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen

Info

Publication number: EP1946866A1
Application number: EP07001253A
Authority: EP
Inventors: Helmut Ullwer; Hendrik Busch; Lothar Schillinger
Original assignee: MKM Mansfelder Kupfer und Messing GmbH
Current assignee: MKM Mansfelder Kupfer und Messing GmbH
Priority date: 2007-01-20
Filing date: 2007-01-20
Publication date: 2008-07-23
Also published as: CL2008000167A1; EP2111313B1; EP2111313A1; RU2009131340A; CN101616762A; UA94793C2; US20100044001A1; CN101616762B; RU2450890C2; CA2674134A1; US8151866B2; WO2008087002A1; PE20081330A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vergießen von NE-Metallschmelzen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen, zur Herstellung von Flachprodukten mit einer Dicke von mindestens 20 mm, wobei flüssige Metallschmelze aus einem Verteilergefäß (Tundish) mittels eines Abflusselementes in einem definierten Gießwinkel, schräg nach unten verlaufend, in das Schmelzenbad einer umlaufenden Bandgießkokille eingeleitet wird. Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik soll ein Verfahren geschaffen werden, das eine verbesserte Einleitung der Schmelze in den Pool gewährleistet und das Einspülen von Gasblasen oder Verunreinigungen in die Schmelze der Kokille weitestgehend verhindert. Hierzu wird als Lösung vorgeschlagen, dass die flüssige Metallschmelze im Verteilergefäß 1 auf einem Niveau gehalten wird, dass die Metallschmelze aus dem Verteilergefäß 1 nahezu drucklos in das Abflusselement 2 abfließt. Die abfließende Schmelze strömt in diesem als Flüssigkeitsströmung mit freier Oberfläche bis zum Badspiegel 7 der Kokille 3. Beim Auftreffen der Schmelze auf die Badoberfläche entstehende Verwirbelungen werden durch eine das Abflusselement 2 umgebende Begrenzungswand 10 an einer flächenmäßigen Ausbreitung innerhalb der Kokille 3 gehindert. Während des Strömungsverlaufes entstehende gasförmige Bestandteile entweichen über den oberhalb des Schmetzestromes befindlichen Freiraum 11.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vergießen von NE-Metallschmelzen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen, zur Herstellung von Flachprodukten mit einer Dicke von mindestens 20 mm, wobei flüssige Metallschmelze aus einem Verteilergefäß (Tundish) mittels eines Abflusselementes in einem definierten Gießwinkel schräg nach unten verlaufend in das Schmelzenbad einer umlaufenden Bandgießkokille eingeleitet wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Verfahren und Vorrichtungen zur Zuführung einer Metallschmelze aus einem Verteilergefäß bzw. Tundish in eine Kokille sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die im Tundish befindliche Schmelze wird mittels eines Gießrohres oder mehrerer Gießrohre in das Schmelzebad, den Pool, der mitlaufenden Bandgießkokille eingeleitet. Das Gießrohr kann vertikal oder in einem definierten Winkel, geneigt zur Horizontalen, angeordnet sein. Die Gießrohre sollen für eine gleichmäßige und turbulenzarme Verteilung der Schmelze in der Bandgießkokille sorgen. Weiterhin soll durch das Eintauchen der Gießrohre in den Pool und den Austritt der Schmelze unterhalb der Badoberfläche verhindert werden, dass die Schmelzeströmung mit Luftsauerstoff in Kontakt gelangen kann. Durch eine ausreichende Füllstandshöhe im Tundish wird sichergestellt, dass das Gießrohr vollständig mit Schmelze gefüllt ist. Die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze wird durch den metallostatischen Druck der im Tundish befindlichen Schmelze beeinflusst, in Abhängigkeit vom Gießwinkel des Gießrohres.
Bei zunehmender Beschleunigung der Schmelze im Gießrohr wird ein Unterdruck erzeugt, der zu Turbulenzen und Badspiegelschwankungen der im Pool der Bandgießkokille befindlichen Schmelze führt.
Aus der DE 101 13 026 A1 ist ein Tauchrohr zum Vergießen von Metallschmelze bekannt, das zum Abbau der kinetischen Energie der Schmelze am Tauchrohrauslass eine sich trichterförmig erweiternde Verwirbelungskammer besitzt. Die beruhigte Schmelze gelangt über seitliche Austrittsöffnungen in den Pool. Das Tauchrohr ist senkrecht angeordnet und besitzt am Übergang vom Rohrabschnitt zur Verwirbelungskammer eine Abrisskante.
In der EP 0 194 327 A1 ist eine Doppelbandstranggießkokille mit einer Einrichtung zur Regelung der Lage des Gießspiegels offenbart. Der Tundish ist über ein rechtwinklig abgebogenes Zwischenrohr mit dem Gießrohr verbunden. Dieses besteht aus einem waagerecht verlaufenden Abschnitt und einem nach oben abgebogenen Abschnitt, der in die Kokille mündet, wobei die Austrittsöffnung nicht in den Pool eintaucht. Der Schmelzestrom wird bis zum Eintritt in die Kokille, bedingt durch die siphonartige Anordnung von Tundish, Zwischenrohr und Gießrohr, mehrmals umgelenkt.
Aus der EP 1 506 827 A1 ist ein Gießsystem für eine Dünnbrammenkokille mit einem Tundish und einem Tauchgießrohr bekannt, wobei das sich in Strömungsrichtung verjüngende Tauchrohr, schräg nach unten verlaufend, angeordnet ist. Die Austrittsöffnung des Tauchrohres befindet sich unterhalb des Badspiegels der Kokille. Die Ausströmöffnung ist von einer Lippe überdeckt und so angeordnet, dass die Schmelze mehrmals umgelenkt und quer zur Längsachse der Kokille verteilt wird.
Die bekannten Lösungen, mit geneigt vom Tundish in die tiefer gelegene Kokille verlaufenden Gießrohren erfordern, dass das Gießrohr voll mit Schmelze gefüllt ist. Auch bei einer geringen Neigung der Gießrohre kommt es aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit der unterhalb der Badoberfläche zugeführten Schmelze zu Wirbelbildungen im Pool, durch die Gasblasen und oxidische und sonstige Verunreinigungen, die sich an der Oberfläche ansammeln, in die Schmelze eingespült werden.
Diese verursachen in den herzustellenden Flachprodukten Einschlüsse, die sich negativ auf die Qualität auswirken. Dieses Problem wird noch dadurch verschärft, dass aus der Schmelze während des Abkühl- und Erstarrungsvorganges gelöste Gase freigesetzt werden, die sich innerhalb des Gießrohres unmittelbar an der benachbarten Wandung ansammeln. An diesen Stellen verursachen die Gasblasen ein Abkühlen des Gießrohrabschnittes, wodurch sich die Gießrohre nach oben biegen und ihre Enden aus dem Pool ragen. Dies führt noch zu einer zusätzlichen Verwirbelung der Schmelze in der Kokille. Da bei einer Anordnung von mehreren Gießrohren diese sich unterschiedlich verbiegen, ist es nicht möglich, dieses Problem durch Absenken des Tundish zu beheben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Vergießen von NE-Metallschmelzen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen, zur Herstellung von Flachprodukten mit einer Dicke von mindestens 20 mm, zu schaffen, das eine verbesserte Einleitung der Schmelze in den Pool gewährleistet und das Einspülen von Gasblasen oder Verunreinigungen in die Schmelze der Kokille weitestgehend verhindert. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe verfahrenstechnisch durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Verfahrensweise sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5. Zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen sind Gegenstand der Ansprüche 6 oder 7. Die Ansprüche 8 bis 20 beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der Vorrichtungen.
Gemäß der vorgeschlagenen Verfahrensweise wird die flüssige Metallschmelze im Tundish auf einem solchen Niveau gehalten, dass die Metallschmelze aus dem Verteilergefäß nahezu drucklos in das Abflusselement abfließt. Wesentlich ist, dass die Metallschmelze in dem Abflusselement als Flüssigkeitsströmung mit freier Oberfläche bis zum Badspiegel der Kokille strömt.
Beim Auftreffen der Schmelze auf die Badoberfläche entstehen Verwirbelungen. Diese werden durch eine das Abflusselement umgebende Begrenzungswand oder mantelförmige Abdeckung an einer flächenmäßigen Ausbreitung innerhalb der Kokille gehindert. Aufgrund der freien Oberfläche der Schmelze ist ein Freiraum vorhanden, über den sich während des Strömungsverlaufes bildende gasförmige Bestandteile entweichen.
Der Abflussvorgang der Schmelze vom Tundish bis zur Badoberfläche der Kokille findet in einem Gerinne statt. Unter einem Gerinne ist einerseits ein Abflusselement zu verstehen, bei dem die Strömung nur von einer unteren und seitlichen Begrenzung umgeben ist (sogenanntes offenes Gerinne). Andererseits wird auch ein Rohr, das nur teilgefüllt ist, als Gerinne bezeichnet. Beim Einsatz eines offenen Gerinnes ist es somit unbedingt erforderlich, dass die mantelförmige Abdeckung bereits kurz oberhalb des Badspiegels der Kokille beginnt, vorzugsweise 20 bis 100 mm.
Die Füllstandshöhe im Tundish wird so eingestellt und konstant gehalten, dass flüssige Metallschmelze in das Abflusselement abströmt und dieses als offenes Gerinne oder teilgefülltes Rohr durchströmt. Der Füllstand im Tundish wird hierzu kontinuierlich überwacht. Die Füllstandshöhe liegt, beim Einsatz eines Gießrohres, zwischen der Mittelachse und oberhalb der Unterkante der Eintrittsöffnung des Gießrohres. Beim Einsatz eines offenen Gerinnes ist die maximale Niveauhöhe der Schmelze im Tundish abhängig von der Höhe der seitlichen Begrenzung, da ein seitliches Überlaufen von Schmelze zu vermeiden ist. Die aus dem Tundish abfließende Schmelze ist nur noch einem geringen metallostatischen Druck ausgesetzt, so dass die Strömungsgeschwindigkeit deutlich verringert ist. Das Abflusselement ist in einem Neigungswinkel zur Horizontalen von bis zu maximal 15° angeordnet. Da das Abflusselement nur mit Schmelze teilgefüllt ist, strömt diese mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit in die Kokille. Bedingt durch den in das Schmelzenbad der Kokille eintauchenden, endseitig offenen Abschnitt des Abflusselementes, der von einer mantelförmigen Abdeckung bzw. Umgrenzung umschlossen ist, gelangt die zufließende Schmelze innerhalb dieses Abschnittes auf die in diesem Abschnitt stehende Schmelze. Durch den Schmelzezufluss verursachte Verwirbelungen spielen sich innerhalb des von der mantelförmigen Abdeckung umgebenen Abschnittes ab. Die Schmelze gelangt als beruhigte Strömung unter die Oberfläche des Pools der Kokille. Auf der Pooloberfläche außerhalb des besagten Abschnittes kommt es daher zu keiner Ausbildung von Wellen und Wirbeln. Folglich werden auch keine Verunreinigungen oder Gasblasen in die Schmelze eingespült. Aufgrund des Freiraumes oberhalb der Oberfläche des zufließenden Schmelzestromes können während der Abkühlung der Schmelze freiwerdende Gase ungehindert abströmen bzw. entweichen. Beim Einsatz bekannter Gießrohre besteht die Gefahr, dass sich diese während der Zuführung von Schmelze nach oben verbiegen. Da die Abflusselemente erfindungsgemäß nur teilweise mit Schmelze gefüllt sind, können sich diese, wenn überhaupt, nur noch an der Unterseite gleichmäßig verbiegen. Durch Absenkung des Tundish lässt sich dies wieder ausgleichen.
Erforderlichenfalls kann die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze entlang des Abflusselementes noch durch eine raue Oberfläche und/oder mechanische Elemente verringert werden.
Vorzugsweise ist das Abflusselement so ausgebildet, dass sich die Schmelzeströmung entlang des Abflusselementes in der Breite erweitern kann.
Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung kann entweder mit einem rohrförmigen oder nach oben offenen Abflusselement, einer Rinne, ausgerüstet sein. Bei Einsatz eines rohrförmigen Abflusselementes ist dieses so in das Verteilergefäß eingebunden, dass der Metall- bzw. Schmelzespiegel im Verteilergefäß auf einem Niveau zwischen der Mittelachse und oberhalb der Unterkante der Eintrittsöffnung des rohrförmigen Abflusselementes liegt.
Das Rohr besitzt an seinem eintauchenden Ende eine zentrale Öffnung und ist im Betriebszustand vom Beginn der Eintrittsöffnung bis zum Badspiegel mit Schmelze teilgefüllt. In diesem Fall ist die mantelförmige Abdeckung Teil des in das Schmelzenbad der Kokille eintauchenden Abschnittes. Die frei fließende Schmelze mit freier Oberfläche trifft innerhalb des eintauchenden Abschnittes des Gießrohres auf die Oberfläche von in der Kokille befindlicher Schmelze.
Ist das Abflusselement als Rinne ausgebildet, so ist diese an der Verbindungsstelle zum Verteilergefäß so in dieses eingebunden, dass sich der Metallspiegel im Verteilergefäß auf einem Niveau befindet, das oberhalb der Unterkante und unterhalb der seitlichen Begrenzung der Eintrittsöffnung der Rinne liegt. Die Rinne besitzt, im Bereich des Eintritts der Schmelze in das Kokillenbad, einen umfangseitig geschlossenen Abschnitt, in Form einer mantelförmigen Abdeckung. Die frei fließende Schmelze trifft innerhalb dieses Abschnittes auf die Oberfläche von in der Kokille befindlicher Schmelze.
Der die Rinne umfangseitig umschließende bzw. abdeckende Abschnitt sollte den Badspiegel der Kokille um 20 bis 100 mm überragen. Dieser kann beispielsweise auch als aufsetzbare Abdeckung ausgeführt sein. Die Querschnittsform der Rinne kann unterschiedlich ausgebildet sein, vorzugsweise hat die Rinne eine halbkreisförmige, halbovale oder rechteckförmige Querschnittsform. Im Bereich der Anschlussstelle zum Tundish ist es zweckmäßig, wenn die Rinne mit einer Abdeckung versehen ist, um im Störungsfall, bei einer zu hohen Füllstandhöhe im Tundish, ein Überlaufen von Schmelze zu vermeiden.
Bei Einsatz eines Gießrohres ist es unbedingt erforderlich, dass der in das Schmelzenbad der Kokille eintauchende Abschnitt umfangseitig geschlossen ist. Oberhalb von 20 bis 100 mm über dem Badspiegel kann dieses eine teilweise oder vollständig offene Oberseite aufweisen.
Bei einem Rohr in geschlossener Ausführung ist es zweckmäßig, wenn dieses an seiner Oberseite eine oder mehrere Öffnungen besitzt. Durch Öffnungen oder eine teilweise oder vollständig offene Oberseite wird gewährleistet, dass die sich innerhalb des eintauchenden Abschnittes bildenden Dämpfe und Gase problemlos entweichen können.
Gießrohr oder Rinne können auch so ausgeführt sein, dass sich deren Querschnitt in Strömungsrichtung in der Breite erweitert. Dadurch kann eine weitere Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Schmelzeströmung erreicht werden.
In Abhängigkeit von der Breite des zu gießenden Bandes sowie der Gießleistung können über die zu gießende Bandbreite mehrere Gießrohre oder Rinnen nebeneinander angeordnet sein. Die mit Schmelze in Berührung kommenden Flächen von Gießrohr oder Rinne sind vorzugsweise aufgeraut oder mit mechanischen Elementen, z.B. in Form von quer zur Strömungsrichtung angeordneten Wehren, versehen. Mittels dieser Maßnahmen kann die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze zusätzlich noch verringert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante sind Gießrohr oder Rinne mit einer Wandheizung ausgerüstet.
Gießrohr oder Rinne können auch als Gießschnauze ausgebildet sein. Vorzugsweise besitzt die Gießschnauze eine Breite, die in etwa der Bandbreite entspricht.
Zur Einhaltung der erforderlichen Füllstandshöhe im Verteilergefäß ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen.
Die vorgeschlagene Lösung ist insbesondere zur kontinuierlichen Herstellung von Kupferbändern, mit einer Breite von 800 bis 1500 mm und einer Dicke von 20 bis 50 mm, geeignet.
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Beispielen erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 eine in Fig. 1 gezeigte Rinne in vergrößerter Darstellung im Querschnitt,
Fig. 3 eine als Gießschnauze ausgebildete Rinne
Fig. 4 die Gießschnauze gemäß Fig. 3 als Seitenansicht und
Fig. 5 eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter perspektivischer Darstellung als Seitenansicht.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Bändern mittels einer umlaufenden Bandkokille gezeigt. Die Vorrichtung besteht aus einem Tundish bzw. Verteilergefäß 1, das mit flüssiger Metallschmelze bis zur Füllstandshöhe H gefüllt ist. Die Füllstandhöhe H ist in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. In der in Gießrichtung zeigenden Vorderfront des Tundish 1 sind vier rinnenartige Abflusselemente 2 in einem definierten Neigungswinkel von beispielsweise 9° eingebunden, die in das Schmelzenbad (Pool) 4 der Breitbandkokille 3 eintauchen.
Die Breitbandkokille 3 besteht aus einem oberen und einem unteren umlaufenden Gießband 5, die über Umlenkrollen geführt sind, von denen aus Übersichtlichkeitsgründen in Figur 1 nur das untere Gießband 5 mit der vorderen Umlenkrolle 6 dargestellt ist.
Die im Tundish bzw. Verteilergefäß 1 befindliche flüssige Metallschmelze wird mittels der Abflusselemente 2 zwischen die Gießbänder, in den Schmelzensumpf bzw. Pool 4 der Kokille 3, geleitet und zwischen den gekühlten Gießbändern gehalten. Während des Weitertransportes der sich mit Gießgeschwindigkeit bewegenden Gießbänder erstarrt die Schmelze unter Bildung des gewünschten Flachproduktes.
Die Gießbänder werden während des Gießprozesses mittels der Umlenkrollen gespannt.
Der Kokillenraum ist an seinen beiden Längsseiten durch nicht näher gezeigte Seitenwände begrenzt, durch die die Breite des zu gießenden Bandes bestimmt wird. Die Kokille 3 ist in einem Winkel von beispielsweise 9° zur Horizontalen geneigt angeordnet. Die zwischen den Gießbändern 5 befindliche Schmelze wird in Abzugsrichtung bewegt und durch Kühlung zum Erstarren gebracht. Der Füllstand bzw. Badspiegel in der Kokille 3 ist mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet. Die Abzugs- bzw. Bandgeschwindigkeit der Gießbänder 5 ist abhängig von der Dicke des zu gießenden Bandes.
Die Zuführung der Schmelze vom Verteilergefäß 1 in die Kokille 3 erfolgt im in Figur 1 gezeigten Beispiel über vier identisch ausgebildete rinnenartige Abflusselemente 2. Diese besitzen an ihrer Einbindungsstelle in das Verteilergefäß 1 einen geschlossenen oberen Abschnitt 8. Die einzelnen Rinnen 2 haben einen rechteckförmigen Querschnitt und erweitern sich in der Breite in Strömungsrichtung. Der untere, in das Kokillenbad 4 eintauchende Abschnitt 9 der Rinne 2 ist mit einer mantelförmigen Abdeckung 10 versehen. Die Abdeckung 10 überragt den Badspiegel 7 um ca. 20 bis 100 mm. Zwischen dem unteren Abschnitt 9 und dem oberen Abschnitt 8 ist die Rinne 2 an ihrer Oberseite offen (Freiraum 11) ausgebildet. Die Abdeckung 10 kann bereits Bestandteil der Rinne sein oder nach Herstellung der Rinne aufgesetzt und befestigt werden. Die Querschnittsform der Rinne kann unterschiedlich sein, wobei sich die rechteckige Form als vorteilhaft erwiesen hat.
In Fig. 2 ist eine Rinne 2 als Einzelteil gezeigt. Die Rinne 2 besitzt einen Boden 12 und zwei schmale Seitenwände 13 sowie eine Austrittsöffnung 25. Zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Schmelzeströmung sind deren Innenseiten aufgeraut. Zusätzlich sind zur weiteren Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit mechanische Elemente in Form von in Querrichtung verlaufenden Wehren 14 angeordnet.
In den Figuren 3 und 4 ist eine als Gießschnauze 15 ausgeführte Rinne gezeigt. Diese besitzt eine Breite, die der Breite des zu gießenden Bandes entspricht. Die Gießschnauze ist in einer an der Vorderfront des Tundish vorgesehenen Öffnung eingesetzt und in einem Winkel zur Horizontalen geneigt angeordnet, analog wie die zuvor beschriebenen Rinnen. Die Gießschnauze 15 weist einen Boden 16 und zwei Seitenwände 17 auf. Der vordere, in den Pool der Kokille eintauchende Abschnitt 18 ist mit einer Abdeckung 19 versehen, die in den Pool der Kokille eintaucht. Die Gießschnauze ist so angeordnet, dass die obere Kante 20 der Abdeckung den Badspiegel der Kokille um 20 bis 100 mm überragt. Die Länge der Abdeckung 19 entspricht in etwa 1/3 der Länge der Gießschnauze. Im vorderen Bereich der Gießschnauze 15 sind auf dem Boden 16 in Querrichtung verlaufende Wehre 14 angeordnet, wie insbesondere in Fig. 4 zu sehen ist.
In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsvariante gezeigt, bei der das Abflusselement als Gießrohr 2' ausgebildet ist. Das Gießrohr 2' ist im gleichen Neigungswinkel wie die Rinne 2 in den Tundish 1 eingebunden. Die Kokille 3 ist analog, wie die in Fig. 1 gezeigte, ausgeführt. In Fig. 5 sind noch das obere Gießband 5' und die zugehörige vordere Umlenkrolle 6' zu sehen. Das Gießrohr 2' besitzt am Ende des in den Pool 4 eintauchenden Abschnittes 18 eine Austrittsöffnung 25. Im unteren Abschnitt 18 steht die Schmelze in gleicher Höhe wie der Badspiegel 7. Wesentlich ist, dass das Gießrohr 2' im Betriebszustand nur teilgefüllt ist. Oberhalb des abfließenden Schmelzestromes im Gießrohr 2' ist ein sich bis zum Tundish 1 erstreckender Freiraum 21.
Die Eintrittsöffnung 24 des Gießrohres 2' ist an der Verbindungsstelle zum Verteilergefäß 1 so in dieses eingebunden, dass die Füllstandshöhe H im Verteilergefäß 1 auf einem Niveau zwischen der Mittelachse X und oberhalb der Unterkante der Eintrittsöffnung 24 des Gießrohres 2' liegt. Die Füllstandhöhe H im Tundish 1 wird konstant auf einem solchen Niveau gehalten, dass die Schmelze nahezu drucklos abfließt und im Gießrohr 2' entlang des Strömungsweges zur Oberseite hin ein Freiraum 21 verbleibt. An der Oberseite des Gießrohres 2' befinden sich mehrere Entgasungsöffnungen, über die während der Schmelzezuführung gebildete Gase entweichen. Somit wird verhindert, dass gasförmige Bestandteile in das Kokillenbad eingeschleust werden können. Die zufließende Schmelze 22 gelangt als flache und beruhigte Strömung mit einer relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeit in das Kokillenbad. Die Strömungsgeschwindigkeit wird im Wesentlichen von der Viskosität der Schmelze und der Neigung des Gießrohres 2' bzw. der Rinne 2 und der Rauigkeit der Innenwandung beeinflusst. Durch zusätzliche Einbauten, wie in Querrichtung verlaufende Wehre 14, kann die Strömungsgeschwindigkeit weiter reduziert werden. Während des Zufließens der Schmelze 22 auftretende Verwirbelungen an der Badoberfläche können sich nur innerhalb des umfangseitig geschlossenen Abschnittes 18 des Gießrohres 2' ausbreiten und nicht flächenmäßig über den gesamten noch flüssigen Badspiegel. In analoger Weise trifft dies auch bei Einsatz einer Rinne zu, da der eintauchende Abschnitt 9 der Rinne 2 von einer Abdeckung 10, 19 umgeben ist. Das in Figur 5 gezeigte Gießrohr 2' erweitert sich ebenfalls in seiner Breite in Strömungsrichtung. Zusätzlich ist das Gießrohr 2' im unteren Abschnitt noch mit einer Wandheizung 23 ausgerüstet. Der Füllstand im Tundish 1 wird überwacht, wobei kontinuierlich Schmelze in dem Maße zugeführt wird, wie Schmelze über die Abflusselemente 2, 2' in die Kokille abströmt.

Claims

Verfahren zum Vergießen von NE-Metallschmelzen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen, zur Herstellung von Flachprodukten mit einer Dicke von mindestens 20 mm, wobei flüssige Metallschmelze aus einem Verteilergefäß (Tundish) mittels mindestens eines Abflusselementes in einem definierten Gießwinkel, schräg nach unten verlaufend, in das Schmelzenbad einer umlaufenden Bandgießkokille eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Metallschmelze im Verteilergefäß (1) auf einem Niveau (H) gehalten wird, dass die Metallschmelze aus dem Verteilergefäß (1) nahezu drucklos in das Abflusselement (2, 2', 15) abfließt, in diesem als Flüssigkeitsströmung mit freier Oberfläche bis zum Badspiegel (7) der Kokille (3) strömt und beim Auftreffen der Schmelze (22) auf die Badoberfläche entstehende Verwirbelungen durch eine das Abflusselement (2, 2', 15) umgebende Begrenzungswand (10, 19) an einer flächenmäßigen Ausbreitung innerhalb der Kokille (3) gehindert werden und sich während des Strömungsverlaufes bildende gasförmige Bestandteile über den oberhalb des Schmelzestromes befindlichen Freiraum (11, 21) entweichen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das Abflusselement (2, 2', 15) umgebende Begrenzungswand (10, 19) 20 bis 100 mm oberhalb des Badspiegels (7) der Kokille (3) beginnt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze (22) entlang des Abflusselementes (2, 2', 15) durch eine raue Oberfläche und/oder mechanische Elemente (14) verringert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schmelzeströmung entlang des Abflusselementes (2, 2') in der Breite erweitert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abfließen der Schmelze (22) aus dem Tundish (1) eine Rinne (2, 15) oder ein Gießrohr (2') eingesetzt wird, wobei die Schmelze das Gießrohr (2') als Gerinne durchströmt.
Vorrichtung zum Vergießen von NE-Metallschmelzen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen, zur Herstellung von Flachprodukten mit einer Dicke von mindestens 20 mm, bestehend aus einem Verteilergefäß (Tundish), das mit mindestens einem Gießrohr verbunden ist, das in einem definierten Gießwinkel, schräg nach unten verlaufend, angeordnet ist und in das Schmelzenbad einer umlaufenden Bandgießkokille eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (24) des Gießrohres (2') an der Verbindungsstelle zum Verteilergefäß (1) so eingebunden ist, dass der Metallspiegel im Verteilergefäß (1) auf einem Niveau (H) zwischen der Mittelachse (X) und oberhalb der Unterkante der Eintrittsöffnung (24) des Gießrohres (2') liegt, das Gießrohr (2') an seinem eintauchenden Ende eine Austrittsöffnung (25) besitzt und vom Beginn der Eintrittsöffnung (24) bis zum Badspiegel (7) mit Schmelze (22) teilgefüllt ist, und die frei fließende Schmelze innerhalb des eintauchenden Abschnittes (18) des Gießrohres (2') auf die Oberfläche von in der Kokille (3) befindlicher Schmelze trifft.
Vorrichtung zum Vergießen von NE-Metallschmelzen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen, zur Herstellung von Flachprodukten mit einer Dicke von mindestens 20 mm, bestehend aus einem Verteilergefäß (Tundish), das mit mindestens einem Abflusselement verbunden ist, das in einem definierten Gießwinkel, schräg nach unten verlaufend, angeordnet ist und in das Schmelzenbad einer umlaufenden Bandgießkokille eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass das Abflusselement als Rinne (2, 15) ausgebildet ist, die an der Verbindungsstelle zum Verteilergefäß (1) so in dieses eingebunden ist, dass sich der Metallspiegel im Verteilergefäß (1) auf einem Niveau (H) befindet, das oberhalb der Unterkante und unterhalb der seitlichen Begrenzung (13, 17) der Eintrittsöffnung der Rinne (2,15) liegt, die Rinne (2, 15) im Bereich des Eintritts der Schmelze in das Kokillenbad (3) einen umfangseitig geschlossenen Abschnitt (9, 18) aufweist, und die frei fließende Schmelze (22) innerhalb dieses Abschnittes (9, 18) auf die Oberfläche von in der Kokille (3) befindlicher Schmelze trifft.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der umfangseitig geschlossene Abschnitt (9,18) der Rinne (2, 15) den Badspiegel der Kokille (7) um 20 bis 100 mm überragt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Abschnitts (9, 18) der Rinne (2, 15) mittels einer aufsetzbaren Abdeckung (10, 19) geschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (2) eine halbkreisförmige, halbovale oder rechteckförmige Querschnittsform besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießrohr (2') in einem Abstand von 20 bis 100 mm oberhalb des Badspiegels (7) der Kokille (3) eine teilweise oder vollständig offene Oberseite (11) besitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Gießrohres (2') eine oder mehrere Öffnungen besitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt von Gießrohr (2') oder Rinne (2) in Strömungsrichtung in der Breite erweitert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass über die zu gießende Bandbreite verteilt, mehrere Gießrohre (2') oder Rinnen (2) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Schmelze in Berührung kommenden Flächen von Gießrohr (2') oder Rinne (2, 15) aufgeraut sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Gießrohr (2') oder Rinne (2, 15) mit mechanischen Elementen (14) zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze ausgerüstet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Elemente als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Wehre (14) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Gießrohr (2') oder Rinne (2, 15) mit einer Wandheizung (23) ausgerüstet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne als Gießschnauze (15) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergefäß (1) mit einer Überwachungseinrichtung zur Einhaltung des Metallspiegels auf einem vorgegebenen Niveau (H) ausgerüstet ist.