EP1946866A1

EP1946866A1 - Method and device for casting non-ferrous metal melts, in particular copper or copper alloys

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: US8151866B2; WO2008087002A1; CL2008000167A1; CN101616762A; UA94793C2; RU2009131340A; CA2674134A1; PE20081330A1; US20100044001A1; RU2450890C2; EP2111313B1; EP2111313A1; CN101616762B

Abstract

In a hot meal casting process for copper or copper alloy sheeting of at least 20 mm thickness, molten metal is discharged from a tundish through channels (2) at a defined angle e.g. 9 degrees to the horizontal. The moving molten metal is maintained at a predefined depth (H) within the tundish. The molten metal is maintained at the same level as it passes through a distribution vessel (1) and then passes almost without delivery pressure into the channel. The molten metal then pours uncovered into a hoop mould (3) with flow maintained until reaching the required depth (7). The molten metal flow speed through the discharge channel is limited by a roughened surface or mechanical elements. Hot metal surface vortices are prevented from mould escape by a rim (13). Gases emerging from the molten metal migrate to the void (11) above the hot metal flow.

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.The invention relates to a method for casting non-ferrous molten metals, in particular copper or copper alloys, for the production of flat products having a thickness of at least 20 mm, wherein liquid molten metal from a tundish by means of a drain element in a defined casting angle obliquely downwards is passed in the melt bath of a circulating strip casting mold. In addition, the invention relates to a device suitable for carrying out the method.

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.Methods and apparatus for feeding a molten metal from a tundish into a mold are already known in various designs. The melt located in the tundish is introduced by means of a pouring tube or several pouring tubes into the melt bath, the pool, the revolving cast strip mold. The pouring tube may be arranged vertically or at a defined angle, inclined to the horizontal. The casting pipes should ensure a uniform and low-turbulence distribution of the melt in the strip casting mold. Furthermore, it should be prevented by the immersion of the casting tubes into the pool and the outlet of the melt below the bath surface, that the melt flow can come into contact with atmospheric oxygen. A sufficient fill level in the tundish ensures that the pouring tube is completely filled with melt. The flow rate of the melt is influenced by the metallostatic pressure of the melt in the tundish, depending on the pouring angle of the pouring tube.

Bei zunehmender Beschleunigung der Schmelze im Gießrohr wird ein Unterdruck erzeugt, der zu Turbulenzen und Badspiegelschwankungen der im Pool der Bandgießkokille befindlichen Schmelze führt.With increasing acceleration of the melt in the pouring tube, a negative pressure is generated, which leads to turbulence and Badspiegelschwankungen of located in the pool of the strip casting mold melt.

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.From the DE 101 13 026 A1 a dip tube for casting molten metal is known, which has a funnel-shaped expanding swirling chamber to reduce the kinetic energy of the melt at the Tauchrohrauslass. The calmed melt reaches the pool via side outlet openings. The dip tube is arranged vertically and has at the transition from the pipe section to Verwirbelungskammer a spoiler edge.

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.In the EP 0 194 327 A1 is disclosed a Doppelbandstranggießkokille with a device for regulating the position of the casting mirror. The tundish is connected via a right angle bent intermediate tube with the pouring tube. This consists of a horizontally extending portion and an upwardly bent portion which opens into the mold, wherein the outlet opening is not immersed in the pool. The melt stream is diverted several times until it enters the mold, due to the siphon-like arrangement of tundish, intermediate pipe and pouring pipe.

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.From the EP 1 506 827 A1 a casting system for a thin slab mold with a tundish and a Tauchgießrohr is known, wherein the flow-tapered dip tube, obliquely downwardly extending, is arranged. The outlet opening of the dip tube is located below the bath level of the mold. The outflow opening is covered by a lip and arranged so that the melt is deflected several times and distributed transversely to the longitudinal axis of the mold.

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.The known solutions, with inclined from the tundish into the lower mold running pouring tubes require that the pouring tube is filled with melt. Even with a low inclination of the casting tubes, due to the flow velocity of the melt supplied below the bath surface, vortices form in the pool, through which gas bubbles and oxidic and other impurities which accumulate on the surface are flushed into the melt.

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.These cause inclusions in the flat products to be produced, which have a negative effect on the quality. This problem is exacerbated by the fact that dissolved gases are released from the melt during the cooling and solidification process, which accumulate within the pouring tube directly to the adjacent wall. At these points, the gas bubbles cause the pouring tube section to cool, causing the pouring tubes to bend upwards and their ends protrude out of the pool. This leads to an additional turbulence of the melt in the mold. Since with an arrangement of several pouring tubes, these bend differently, it is not possible to remedy this problem by lowering the tundish.

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.The invention has for its object to provide a method for casting non-ferrous molten metals, in particular copper or copper alloys, for the production of flat products with a thickness of at least 20 mm, which ensures an improved introduction of the melt into the pool and the flushing of Gas bubbles or impurities in the melt of the mold largely prevented. Furthermore, a device suitable for carrying out the method is to be provided.

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.According to the invention, the object is achieved by the technical features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the method are the subject matter of claims 2 to 5. Devices suitable for carrying out the method are subject matter of claims 6 or 7. The claims 8 to 20 relate to advantageous embodiments of the devices.

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.According to the proposed procedure, the liquid molten metal in the tundish is maintained at a level such that the molten metal flows out of the distribution vessel almost without pressure into the drainage element. It is essential that the molten metal flows in the drainage element as a liquid flow with a free surface to the bath level of the mold.

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.When the melt impinges on the bath surface, turbulence occurs. These are prevented by a boundary wall or jacket-shaped cover surrounding the drainage element in an areal propagation within the mold. by virtue of The free surface of the melt is a free space over which escape during the course of the flow forming gaseous components.

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.The outflow process of the melt from the tundish to the bath surface of the mold takes place in a channel. Under a channel is on the one hand to understand a drainage element, in which the flow is surrounded only by a lower and lateral boundary (so-called open channel). On the other hand, a tube that is only partially filled, referred to as flumes. When using an open channel, it is thus absolutely necessary that the jacket-shaped cover already begins just above the bath level of the mold, preferably 20 to 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.The level height in the tundish is adjusted and kept constant so that liquid molten metal flows out into the drainage element and flows through this as an open channel or partially filled pipe. The level in the tundish is monitored continuously. The filling level is, when using a pouring tube, between the central axis and above the lower edge of the inlet opening of the pouring tube. When using an open channel, the maximum level of the melt in the tundish is dependent on the height of the lateral boundary, since a lateral overflow of melt is to be avoided. The melt flowing out of the tundish is only exposed to a low metallostatic pressure, so that the flow velocity is markedly reduced. The drainage element is arranged at an inclination angle to the horizontal of up to a maximum of 15 °. Since the drainage element is only partially filled with melt, it flows at a comparatively low velocity into the mold. Due to the dipping into the melt bath of the mold, end-open portion of the drainage element, which is enclosed by a jacket-shaped cover or boundary, enters the inflowing melt within this section on the standing in this section melt. Turbulence caused by the melt inflow occurs within the portion surrounded by the jacket-shaped cover. The melt passes as a calm flow under the surface of the pool of the mold. On the pool surface outside of said section, therefore, there is no formation of waves and vortices. Consequently, no impurities or gas bubbles are flushed into the melt. Due to the free space above the surface of the incoming melt stream gases released during the cooling of the melt can flow out or escape unhindered. When using known casting tubes there is a risk that they bend upwards during the supply of melt. Since the drainage elements according to the invention are only partially filled with melt, they can, if at all, bend evenly only at the bottom. By lowering the tundish this can be compensated again.

Erforderlichenfalls kann die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze entlang des Abflusselementes noch durch eine raue Oberfläche und/oder mechanische Elemente verringert werden.If necessary, the flow velocity of the melt along the drainage element can still be reduced by a rough surface and / or mechanical elements.

Vorzugsweise ist das Abflusselement so ausgebildet, dass sich die Schmelzeströmung entlang des Abflusselementes in der Breite erweitern kann.Preferably, the drainage element is designed so that the melt flow along the drainage element can widen in width.

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.A device suitable for carrying out the method can be equipped either with a tubular or upwardly open drainage element, a gutter. When using a tubular drainage element, this is integrated into the distribution vessel such that the metal or melt level in the distribution vessel is at a level between the central axis and above the lower edge of the inlet opening of the tubular drainage element.

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.The tube has at its plunging end a central opening and is partially filled in the operating state from the beginning of the inlet opening to the bath level with melt. In this case, the jacket-shaped cover is part of the dipping into the melt bath of the mold section. The free-flowing melt with a free surface impinges on the surface of melt in the mold within the dipping section of the pouring tube.

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.If the drainage element is designed as a channel, then it is integrated at the connection point to the distributor vessel in such a way that the metal level in the distributor vessel is at a level which lies above the lower edge and below the lateral boundary of the inlet opening of the channel. The channel has, in the region of the entry of the melt into the Kokillenbad, a peripherally closed portion, in the form of a jacket-shaped cover. Within this section, the free-flowing melt strikes the surface of melt in the mold.

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.The section enclosing or covering the groove should project beyond the bath level of the mold by 20 to 100 mm. This can for example be designed as an attachable cover. The cross-sectional shape of the channel can be designed differently, preferably, the channel has a semicircular, semi-oval or rectangular cross-sectional shape. In the area of the connection point to the tundish, it is expedient if the channel is provided with a cover in order to avoid an overflow of melt in the event of a fault, if the level in the tundish is too high.

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.When using a pouring tube, it is absolutely necessary that the dipping into the melt bath of the mold section is closed on the circumference. Above 20 to 100 mm above the bath level, this may have a partially or completely open top.

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.In a tube in a closed design, it is useful if this has one or more openings on its upper side. Through openings or a partially or fully open top ensures that the vapors and gases forming within the submerged section can easily escape.

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.Pouring pipe or channel can also be designed so that widens their cross section in the flow direction in width. Thereby, a further reduction of the flow rate of the melt flow can be achieved.

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.Depending on the width of the strip to be cast and the casting performance, several casting tubes or gutters can be arranged next to one another over the bandwidth to be cast. The melt contacting surfaces of the pouring tube or channel are preferably roughened or provided with mechanical elements, e.g. in the form of arranged transversely to the flow direction weirs provided. By means of these measures, the flow velocity of the melt can be further reduced.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante sind Gießrohr oder Rinne mit einer Wandheizung ausgerüstet.According to a further embodiment, pouring pipe or gutter are equipped with a wall heater.

Gießrohr oder Rinne können auch als Gießschnauze ausgebildet sein. Vorzugsweise besitzt die Gießschnauze eine Breite, die in etwa der Bandbreite entspricht.Pouring pipe or gutter can also be designed as a casting spout. Preferably, the spout has a width which corresponds approximately to the bandwidth.

Zur Einhaltung der erforderlichen Füllstandshöhe im Verteilergefäß ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen.To maintain the required level in the distribution vessel a monitoring device is provided.

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.The proposed solution is particularly suitable for the continuous production of copper strips, with a width of 800 to 1500 mm and a thickness of 20 to 50 mm.

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.

The invention will be explained below with some examples. In the accompanying drawing show:

Fig. 1 a first embodiment of the device according to the invention in a simplified perspective view,
Fig. 2 one in Fig. 1 shown channel in an enlarged view in cross section,
Fig. 3 a trained as Gießschnauze gutter
Fig. 4 the spout according to Fig. 3 as a side view and
Fig. 5 a second embodiment of the device according to the invention in a simplified perspective view as a side view.

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.In the Fig. 1 a device for continuous casting of strips by means of a circulating belt mold is shown. The device consists of a tundish or distribution vessel 1, which is filled with liquid molten metal up to the level height H. The level height H is in Fig. 1 indicated by a dashed line. In the front side of the tundish 1 pointing in the casting direction, four trough-like drainage elements 2 are integrated at a defined angle of inclination of, for example, 9 °, which dip into the melt bath (pool) 4 of the broadband mold 3.

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.The broadband mold 3 consists of an upper and a lower circumferential casting belt 5, which are guided over deflection rollers, of which for clarity in FIG. 1 only the lower casting belt 5 is shown with the front guide roller 6.

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.The liquid molten metal present in the tundish or distribution vessel 1 is conducted by means of the outflow elements 2 between the casting belts, into the melt pool or pool 4 of the mold 3, and held between the cooled casting belts. During the further transport of the casting belts moving at casting speed, the melt solidifies to form the desired flat product.

Die Gießbänder werden während des Gießprozesses mittels der Umlenkrollen gespannt.The casting belts are tensioned during the casting process by means of the deflection rollers.

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.The Kokillenraum is limited at both its longitudinal sides by side walls not shown in detail, by which the width of the belt to be cast is determined. The mold 3 is arranged at an angle of, for example, 9 ° to the horizontal inclined. The melt located between the casting belts 5 is moved in the withdrawal direction and solidified by cooling. The level or bath level in the mold 3 is identified by the reference numeral 7. The withdrawal or belt speed of the casting belts 5 is dependent on the thickness of the belt to be cast.

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.The supply of the melt from the distribution vessel 1 in the mold 3 takes place in FIG. 1 4 have identically formed channel-like drainage elements 2. These have at their point of integration into the distribution vessel 1 a closed upper section 8. The individual channels 2 have a rectangular cross-section and extend in width in the flow direction. The lower, immersed in the Kokillenbad 4 section 9 of the channel 2 is provided with a jacket-shaped cover 10. The cover 10 projects beyond the bath level 7 by approximately 20 to 100 mm. Between the lower portion 9 and the upper portion 8, the channel 2 is open on its upper side (free space 11). The cover 10 may already be part of the channel or placed and secured after production of the channel. The cross-sectional shape of the channel may be different, with the rectangular shape has been found to be advantageous.

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 Fig. 2 a gutter 2 is shown as a single item. The channel 2 has a bottom 12 and two narrow side walls 13 and an outlet opening 25. To reduce the flow velocity of the melt flow whose inner sides are roughened. In addition, mechanical elements in the form of transversely extending weirs 14 are arranged to further reduce the flow rate.

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 the FIGS. 3 and 4 a run as a pouring spout 15 groove is shown. This has a width which corresponds to the width of the belt to be cast. The spout is inserted in an opening provided at the front of the tundish and inclined at an angle to the horizontal, analogous to the grooves previously described. The spout 15 has a bottom 16 and two side walls 17. The front, immersed in the pool of the mold section 18 is provided with a cover 19 which dips into the pool of the mold. The pouring spout is arranged so that the upper edge 20 of the cover projects beyond the bath level of the mold by 20 to 100 mm. The length of the cover 19 corresponds approximately to 1/3 of the length of the casting spout. In the front region of the pouring spout 15 transverse weirs 14 are arranged on the bottom 16, as in particular in Fig. 4 you can see.

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.In Fig. 5 a second embodiment is shown, in which the drainage element is designed as a pouring tube 2 '. The pouring tube 2 'is integrated into the tundish 1 at the same angle of inclination as the channel 2. The mold 3 is analog, as in Fig. 1 shown, executed. In Fig. 5 are still the upper casting belt 5 'and the associated front pulley 6' can be seen. The pouring tube 2 'has at the end of the immersed in the pool 4 section 18th an outlet opening 25. In the lower section 18, the melt is at the same height as the bath level 7. It is essential that the pouring tube 2 'is only partially filled in the operating state. Above the outflowing melt stream in the pouring tube 2 'is a free space 21 extending up to the tundish 1.

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.The inlet opening 24 of the pouring tube 2 'is integrated at the connection point to the distribution vessel 1 in this, that the filling height H in the distribution vessel 1 at a level between the central axis X and above the lower edge of the inlet opening 24 of the pouring tube 2' is located. The level height H in the tundish 1 is kept constant at a level such that the melt flows off almost without pressure and a free space 21 remains in the pouring tube 2 'along the flow path to the top. At the top of the pouring tube 2 'are a plurality of degassing, escape through the gases formed during the melt supply. This prevents that gaseous components can be introduced into the Kokillenbad. The inflowing melt 22 enters the mold bath as a shallow and steady flow at a relatively low flow rate. The flow rate is essentially influenced by the viscosity of the melt and the inclination of the pouring tube 2 'or the channel 2 and the roughness of the inner wall. By additional internals, such as in the transverse direction weirs 14, the flow rate can be further reduced. During the inflow of the melt 22 occurring turbulences on the bath surface can spread only within the peripherally closed portion 18 of the pouring tube 2 'and not in terms of area over the entire still liquid bath level. In an analogous manner, this also applies when using a channel, since the submerged portion 9 of the channel 2 is surrounded by a cover 10, 19. This in FIG. 5 shown pouring tube 2 'also widens in its width in the flow direction. In addition, the pouring tube 2 'is still equipped with a wall heater 23 in the lower section. The fill level in the tundish 1 is monitored, wherein melt is continuously supplied to the extent that melt flows out via the drainage elements 2, 2 'into the mold.

Claims

A method for casting non-ferrous molten metals, in particular copper or copper alloys, for the production of flat products having a thickness of at least 20 mm, wherein liquid molten metal from a tundish by means of at least one drain element in a defined casting angle, obliquely downward, in the Melting bath is introduced a circulating belt casting mold, characterized in that the liquid molten metal in the distribution vessel (1) is maintained at a level (H) that the molten metal from the distribution vessel (1) almost without pressure in the drainage element (2, 2 ', 15) flows away, in this as a liquid flow with a free surface to the bath level (7) of the mold (3) flows and upon impact of the melt (22) on the bath surface resulting turbulence by a the drain element (2, 2 ', 15) surrounding boundary wall (10 , 19) are prevented from spreading in an area within the mold (3) and gaseous constituents forming during the course of the flow escape via the free space (11, 21) located above the melt stream.

A method according to claim 1, characterized in that the outflow element (2, 2 ', 15) surrounding the boundary wall (10, 19) 20 to 100 mm above the bath level (7) of the mold (3) begins.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the flow velocity of the melt (22) along the drainage element (2, 2 ', 15) by a rough surface and / or mechanical elements (14) is reduced.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the melt flow along the discharge element (2, 2 ') widens in width.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that for the flow of the melt (22) from the tundish (1) a channel (2, 15) or a pouring tube (2 ') is used, wherein the melt, the pouring tube (2 ') flows through as a channel.

Device for casting non-ferrous molten metals, in particular copper or copper alloys, for the production of flat products with a thickness of at least 20 mm, consisting of a tundish connected to at least one pouring tube at a defined pouring angle, obliquely downwards extending, is arranged and immersed in the melt bath of a continuous strip casting mold, characterized in that the inlet opening (24) of the pouring tube (2 ') at the connection point to the distribution vessel (1) is so integrated that the metal mirror in the distribution vessel (1) is at a level (H) between the central axis (X) and above the lower edge of the inlet opening (24) of the pouring tube (2 '), the pouring tube (2') at its plunging end has an outlet opening (25) and from Beginning of the inlet opening (24) to the bath level (7) with melt (22) is partially filled, and the free-flowing melt within the immersing portion (18) of the pouring tube (2 ') on the surface of in the mold (3) befindlicher melt meets.

Apparatus for casting non-ferrous molten metals, in particular copper or copper alloys, for the production of flat products having a thickness of at least 20 mm, consisting of a tundish connected to at least one drainage element at a defined casting angle, obliquely downwards extending, is arranged and immersed in the molten bath of a circulating belt casting mold, characterized in that the drainage element is formed as a groove (2, 15) which is integrated at the connection point to the distribution vessel (1) in this so that the metal mirror in the distribution vessel (1) is located at a level (H), which is above the lower edge and below the lateral boundary (13, 17) of the inlet opening of the channel (2,15), the channel (2, 15) in the region of entry of the melt in the mold bath (3) has a peripherally closed section (9, 18), and the free flowing melt (22) within this section ttes (9, 18) on the surface of located in the mold (3) melt meets.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the circumferentially closed portion (9,18) of the channel (2, 15) projects beyond the bath level of the mold (7) by 20 to 100 mm.

Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the upper side of the portion (9, 18) of the channel (2, 15) by means of an attachable cover (10, 19) is closed.

Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the channel (2) has a semicircular, semi-oval or rectangular cross-sectional shape.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the pouring tube (2 ') at a distance of 20 to 100 mm above the bath level (7) of the mold (3) has a partially or completely open top (11).

Device according to one of claims 6 or 11, characterized in that the top of the pouring tube (2 ') has one or more openings.

Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that widens the cross-section of the pouring tube (2 ') or channel (2) in the flow direction in width.

Device according to one of claims 6 to 13, characterized in that distributed over the bandwidth to be cast, a plurality of pouring pipes (2 ') or gutters (2) are arranged.

Device according to one of claims 6 to 14, characterized in that the melt coming into contact surfaces of pouring tube (2 ') or groove (2, 15) are roughened.

Device according to one of claims 6 to 15, characterized in that pouring tube (2 ') or channel (2, 15) are equipped with mechanical elements (14) for reducing the flow velocity of the melt.

Device according to one of claims 6 to 16, characterized in that the mechanical elements are arranged as transverse to the flow direction weirs (14).

Device according to one of claims 6 to 17, characterized in that pouring tube (2 ') or gutter (2, 15) are equipped with a wall heater (23).

Device according to one of claims 6 to 19, characterized in that the channel is designed as a casting spout (15).

Device according to one of claims 6 to 19, characterized in that the distributor vessel (1) is equipped with a monitoring device for maintaining the metal level at a predetermined level (H).