EP2624984A2 - Bandgiessmaschine - Google Patents

Bandgiessmaschine

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EP2624984A2
EP2624984A2 EP11817265.9A EP11817265A EP2624984A2 EP 2624984 A2 EP2624984 A2 EP 2624984A2 EP 11817265 A EP11817265 A EP 11817265A EP 2624984 A2 EP2624984 A2 EP 2624984A2
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EP
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strip
cooling chambers
casting machine
metal
machine according
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EP11817265.9A
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Inventor
Jörg BAUSCH
Hans Jürgen HECKEN
Reiner PÜRLING
Matthias Hartung
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SMS Group GmbH
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SMS Siemag AG
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Publication date
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0648—Casting surfaces
    • B22D11/066—Side dams
    • 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
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0677—Accessories therefor for guiding, supporting or tensioning the casting belts

Definitions

  • the invention relates to a strip casting machine, in which a molten metal from a melt delivery system with a certain thickness is applied to a horizontally arranged, continuous casting belt and cooled to substantially solidified, forming on both sides of the casting belt lateral boundaries
  • Support surfaces are provided.
  • a lateral boundary of the surface of the casting belt receiving the molten metal is carried by stationary support surfaces or by dam block chains running along with the melt.
  • Stationary support surfaces affect the casting process negatively and are subject to high wear, while dam block chains on the one hand also subject to wear, and on the other hand require a high manufacturing cost, apart from the relatively high weight of the components.
  • Metal bands are guided along, which form the actual contact surfaces for the liquid and slowly solidifying molten metal.
  • Essential for the primary cooling within the mold is the heat transfer from the melt or the solidifying block to the cooling chambers. In vertical continuous casting, this contact will be at least limited by the ferrostatic pressure of the melt, ie the melt presses the circulating metal bands against the front of the cooling chambers.
  • the object of the invention is therefore to provide a strip casting machine, which is characterized in the primary cooling by a very effective cooling effect and has a relatively simple structure.
  • support surfaces consist respectively of vertically running, circumferential, metal bands running along with the casting belt, which are supported at the front side by stationary cooling chambers with their rear side remote from the melt and the solidifying belt,
  • Essential for the cooling effect or the heat transfer is the contact of the circulating metal strip with the front of the cooling chambers, which can be done according to an embodiment of the invention thereby,
  • openings may also be provided in the front side of the cooling chambers-the rear side of the metal strip-by means of which the metal strip is pressed against the contact surface of the cooling chamber by utilizing a negative pressure of the coolant that can be generated in the cooling chambers.
  • d the two alternatives, d, h. Magnets and negative pressure can also be combined.
  • the cooling chambers can be cooled by a fluid, wherein the negative pressure can be generated by the fluid.
  • the fluid may be, for example, water or air or oil.
  • the inventive solution for the lateral sealing of the strip casting is characterized in particular by the low production costs, the low mechanical wear and the comparatively low component weights.
  • a particular advantage of the solution according to the invention is that the force with which the moving lateral metal strips are pressed against the front side of the cooling chamber or, better said, pulled close to it, is variable.
  • the attractive force can be changed, ie reduced or increased, which in each case has a direct influence on the cooling effect achievable via the metal bands.
  • the negative pressure can be regulated in fluid cooling systems.
  • Fig. 2 and Fig. 3 shows the arrangement of magnets and a fluid cooling and Fig. 4 shows schematically a fluid cooling
  • melt delivery system is not shown, which dispenses the melt metered onto the horizontally encircling casting belt 1.
  • metal bands 3 are provided on both sides of the casting belt, which move with the casting belt and circulating by deflection wheels be guided.
  • the cooling chambers 2 are preferably made of copper to achieve a high heat transfer.
  • cooling chambers 2 are connected to a cooling water system 8, 9 indicated by arrows in order to achieve the cooling necessary for the solidification of the melt.
  • a negative pressure can be generated.
  • This negative pressure causes a secure system, so tightening the metal strip against the front of the cooling chamber, so that not only the lateral seal is secured, but also the necessary contact for the heat transfer.
  • This attraction is supported by the magnets 6 arranged in the cooling chambers.
  • FIG. 3 schematically shows an embodiment in which only a vacuum generated by the coolant system 7, 8, 9 is used
  • the force pulling the metal strip against the front side of the cooling chamber can also be applied by magnets 6 alone.
  • the coolant system 8,9 assumes only the cooling function.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bandgießmaschine, bei der eine Metallschmelze von einem Schmelzenaufgabesystem mit einer bestimmten Dicke auf ein horizontal angeordnetes, umlaufendes Gießband aufgegeben und darauf bis zur weitgehenden Durcherstarrung abgekühlt wird, wobei beidseitg des Gießbandes seitliche Begrenzungen bildende Stützflächen vorgesehen sind. Dabei bestehen die Stützflächen aus jeweils mit dem Gießband mitlaufenden, vertikal angeordneten, umlaufenden Metallbändern, die sich mit ihren von der Schmelze und dem erstarrenden Band abgekehrten Rückseite an der Vorderseite von ortsfest angeordneten Kühlkammern abstützen, und es sind Mittel vorgesehen, die das an der Vorderseite der Kühlkammern entlanggleitende Material gegen diese ziehen.

Description

Bandgießmaschine
Die Erfindung betrifft eine Bandgießmaschine, bei der eine Metallschmelze von einem Schmelzenaufgabesystem mit einer bestimmten Dicke auf ein horizontal angeordnetes, umlaufendes Gießband aufgegeben und darauf bis zur weitgehenden Durcherstarrung abgekühlt wird, wobei beidseitig des Gießbandes seitliche Begrenzungen bildende
Stützflächen vorgesehen sind.
Bei derartigen Bandgießmaschinen erfolgt eine seitliche Begrenzung der die Metallschmelze aufnehmenden Fläche des Gießbandes durch ortsfeste Stützflächen oder durch mit der Schmelze mitlaufende Dammblockketten.
Ortsfeste Stützflächen beeinflussen den Gießprozess negativ und unterliegen einem hohen Verschleiß, während Dammblockketten einerseits auch dem Verschleiß unterliegen, und erfordern andererseits einen hohen Fertigungsaufwand, abgesehen von dem relativ hohen Gewicht der Bauteile.
Beim vertikalen Stranggießen ist es schon aus der US 594 683 bekannt, eine ortsfeste Kokille in Form von Kühlkammern vorzusehen an deren Vorderseite umlaufende
Metallbänder entlang geführt werden, die die eigentlichen Berührungsflächen für die flüssige und langsam erstarrende Metallschmelze bilden.
Wesentlich für die Primärkühlung innerhalb der Kokille ist der Wärmeübergang von der Schmelze bzw. dem erstarrenden Block auf die Kühlkammern. Beim vertikalen Stranggießen wird sich dieser Kontakt zumindest in Grenzen durch den ferrostatischen Druck der Schmelze einstellen, d. h. die Schmelze drückt die umlaufenden Metallbänder gegen die Vorderseite der Kühlkammern.
Da beim Bandgießen der ferrostatische Druck zu vernachlässigen ist, kann bei einer vergleichsweisen Anordnung von umlaufenden Metallbändern der ausreichende Kontakt zu den die Metallbänder abstützenden Kühlkammern nicht sichergestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Bandgießmaschine bereitzustellen, die im Bereich der Primärkühlung sich durch eine sehr effektive Kühlwirkung auszeichnet und einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Bandgießmaschine, bei der eine Metallschmelze von einem Schmelzenaufgabesystem mit einer bestimmten Dicke auf ein horizontal
angeordnetes, umlaufendes Gießband aufgegeben und darauf bis zur weitgehenden Durcherstarrung abgekühlt wird, wobei beidseitig des Gießbandes seitliche Begrenzungen bildende Stützflächen vorgesehen sind, dadurch,
dass die Stützflächen aus jeweils mit dem Gießband mitlaufenden, vertikal angeordneten, umlaufenden, Metallbändern bestehen, die sich mit ihren von der Schmelze und dem erstarrenden Band abgekehrten Rückseite an der Vorderseite von ortsfest angeordneten Kühlkammern abstützen,
und dass Mittel vorgesehen sind, die das an der Vorderseite der Kühlkammern
entlanggleitende Metallband gegen diese ziehen.
Wesentlich für die Kühlwirkung bzw. des Wärmeübergange, ist der Kontakt des umlaufenden Metallbandes mit der Vorderseite der Kühlkammern, wobei diese nach einer Ausführung der Erfindung dadurch erfolgen kann,
dass innerhalb der Kühlkammern Magnete angeordnet sind, die das Metallband gegen die Vorderseite der Kühlkammern ziehen.
Alternativ können aber auch in der Vorderseite der Kühlkammern - der Rückseite des Metallbandes zugewandte - Öffnungen vorgesehen sein, mittels der, unter Ausnutzung eines in den Kühlkammern erzeugbaren Unterdrucks des Kühlmittels, das Metallband gegen die Kontaktfläche der Kühlkammer gedrückt wird. Selbstverständlich können die beiden Alternativen, d, h. Magnete und Unterdruck auch kombiniert werden.
Die Kühlkammern sind durch ein Fluid kühlbar, wobei der Unterdruck durch das Fluid erzeugbar ist. Das Fluid kann beispielsweise Wasser oder Luft oder Öl sein.
Die erfindungsgemäße Lösung für die seitliche Abdichtung der Bandgießmaschine zeichnet sich insbesondere durch den geringen Fertigungsaufwand, den geringen mechanischen Verschleiß und die vergleichsweise geringen Bauteilgewichte aus.
Hinzu kommt natürlich die einfache Montage und Justiermöglichkeit.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Kraft, mit der die mitlaufenden seitlichen Metallbänder an die Vorderseite der Kühlkammer gedrückt oder besser gesagt, an diese heran gezogen werden, variabel ist.
So kann beispielsweise durch eine Veränderung der magnetischen Feldstärke und / oder des Unterdruckes die anziehende Kraft verändert, also verringert oder erhöht werden, was jeweils direkten Einfluss auf die über die Metallbänder erreichbare Kühlwirkung hat.
Alternativ kann der Unterdruck bei Fluidkühlsystemen reguliert werden.
Die Erfindung soll nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden.
Dabei zeigt:
Fig. 1 schematisch die Bandgießmaschine,
Fig. 2 und Fig. 3 die Anordnung von Magneten und einer Fluidkühlung und Fig. 4 schematisch eine Fluidkühlung
In der Figur 1 ist das Schmelzenaufgabesystem nicht dargestellt, das die Schmelze dosiert auf das horizontal umlaufende Gießband 1 aufgibt.
Zur seitlichen Abstützung sind beidseitig des Gießbandes vertikal angeordnete Metallbänder 3 vorgesehen, die sich mit dem Gießband mitbewegen und durch Umlenkräder umlaufend geführt werden.
Im Bereich der Schmelzenaufgabe und den sich anschließenden Erstarrungsbereich gleiten die Metallbänder an Kühlkammern 2 entlang, die im Einzelnen mit Bezug auf die Figuren 2 bis 4 erläutert werden.
Die Kühlkammern 2 bestehen vorzugsweise aus Kupfer um einen hohen Wärmeübergang zu erreichen.
Aus der Figur 2 ist ersichtlich, dass die Kühlkammern 2 an ein - durch Pfeile angedeutetes Kühlwassersystem 8,9 angeschlossen sind, um die für die Erstarrung der Schmelze notwendige Kühlung zu erreichen.
Um ein Anziehen oder Andrücken des umlaufenden Metallbandes 3 an die Kühlkammer 2 zu erreichen, kann beispielsweise in der Kühlkammer 2 ein Unterdruck erzeugt werden.
Hierzu können in der der Rückseite des Metallbandes 3 zugewandten Vorderseite der Kühlkammer Nuten 5 eingearbeitet sein, die mit einem Unterdruckanschluss 10 verbunden sind.
Dieser Unterdruck bewirkt eine sichere Anlage, also ein Anziehen, des Metallbandes gegen die Vorderseite der Kühlkammer, so dass damit nicht nur die seitliche Abdichtung gesichert wird, sondern auch der notwendige Kontakt für den Wärmeübergang.
Unterstützt wird diese Anziehungskraft durch die in den Kühlkammern angeordneten Magneten 6.
Die Figur 3 zeigt schematisch eine Ausführung, bei der lediglich mit einem durch das Kühlmittelsystem 7,8,9 erzeugten Unterdruck gearbeitet wird
Entsprechend kann, wie in der Figur 4 dargestellt, die das Metallband gegen die Vorderseite der Kühlkammer ziehende Kraft auch allein durch Magnete 6 aufgebracht werden.
Das Kühlmittelsystem 8,9 übernimmt hierbei nur die Kühlfunktion.

Claims

Patentansprüche
1 . Bandgießmaschine, bei der eine Metallschmelze von einem
Schmelzenaufgabesystem mit einer bestimmten Dicke auf ein horizontal angeordnetes, umlaufendes Gießband (1 ) aufgegeben und darauf bis zur weitgehenden Durcherstarrung abgekühlt wird, wobei beidseitig des Gießbandes seitliche Begrenzungen bildende Stützflächen vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützflächen aus jeweils mit dem Gießband mitlaufenden, vertikal angeordneten, umlaufenden, Metallbändern (3) bestehen, die sich mit ihren von der Schmelze und dem erstarrenden Band abgekehrten Rückseite an der Vorderseite von ortsfest angeordneten Kühlkammern (2) abstützen,
und dass Mittel vorgesehen sind, die das an der Vorderseite der Kühlkammern entlanggleitende Metallband gegen diese ziehen.
2. Bandgießmaschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet
dass innerhalb der Kühlkammern (2) Magnete (6) angeordnet sind, die das
Metallband (1 ) gegen die Vorderseite der Kühlkammern (2) ziehen.
3. Bandgießmaschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Vorderseite der Kühlkammern (2) - der Rückseite des Metallbandes (3) zugewandte - Öffnungen oder Nuten (5) vorgesehen sind und dass in den
Kühlkammern (2) durch das Kühlmittel ein Unterdruck erzeugbar ist, durch den das Metallband (3) gegen die Vorderseite der Kühlkammer (2) gezogen oder gedrückt wird.
4. Bandgießmaschine nach den Ansprüchen 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Kühlkammern (2) sowohl Magnete (6) angeordnet sind wie auch ein Unterdruck erzeugbar ist. Bandgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühlkammern (2) durch ein Fluid kühlbar sind und dass der Unterdruck durch das Fluid erzeugbar ist.
Bandgießmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fluid Wasser oder Luft oder Öl ist.
Bandgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraft, mit der das Metallband (3) gegen die Vorderseite der Kühlkammern (2) gezogen wird, veränderbar ist.
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