EP2624984B1 - Bandgiessmaschine - Google Patents

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EP2624984B1
EP2624984B1 EP11817265.9A EP11817265A EP2624984B1 EP 2624984 B1 EP2624984 B1 EP 2624984B1 EP 11817265 A EP11817265 A EP 11817265A EP 2624984 B1 EP2624984 B1 EP 2624984B1
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EP
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band
cooling chambers
metal
melt
casting machine
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EP11817265.9A
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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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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0631—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt
    • 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
    • B22D11/0648—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, circumferential casting belt and cooled to substantial solidification, wherein on both sides of the casting belt lateral boundaries forming 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.
  • the font DE 10 2008 031 476 A1 discloses a strip casting machine in which molten metal is added from the ladle via a distributor to a horizontal belt, with the liquid metal forming lateral support surfaces 13, 14.
  • WO 2004/033129 A1 is a device for the production of Verbundbändem with circumferential side boundaries known (s. Fig.2.2 and 2.4 ), each one designed as an endless belt melt limiting band 11, 12 carried on each side of the continuous steel strip 3 and is pressed. The support takes place here on the stationary side guide mechanism. 7
  • Essential for the primary cooling within the mold is the heat transfer from the melt or the solidifying block to the cooling chambers.
  • this contact will be at least limited by the ferrostatic pressure of the melt, d. H. 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.
  • 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 substantial solidification, with both sides of the casting belt lateral boundaries forming support surfaces are provided, characterized in that the support surfaces consist in each case of vertically arranged, circulating, metal bands running along with the casting belt, which are supported at the front side by stationary cooling chambers with their melt and the solidifying belt, and in that inside the cooling chambers (2) magnets ( 6) are arranged, which pull the metal strip (1) against the front of the cooling chambers (2).
  • a strip casting machine in which a molten metal from a melt delivery system with a certain thickness on a horizontally disposed, circumferential casting belt (1) is abandoned and cooled to substantially solidification, wherein on both sides of the casting belt lateral boundaries forming support surfaces are provided characterized, that the support surfaces consist of vertically arranged, circulating, metal bands (3), each of which runs along with the casting belt, and which, with their rear side facing away from the melt and the solidifying belt, are supported at the front by stationary cooling chambers (2); and that in the front side of the cooling chambers (2) - the back of the metal strip (3) facing - openings or grooves (5) are provided and that in the cooling chambers (2) by the coolant, a negative pressure can be generated through which the metal strip (3 ) is pulled or pushed against the front of the cooling chamber (2).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • melt delivery system is not shown, which doses the melt on the horizontally encircling casting belt 1 gives up.
  • metal bands 3 are provided on both sides of the casting belt, which move with the casting belt and are guided by deflection wheels 4 circumferentially.
  • 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 one works only with a negative pressure generated by the coolant system 7,8,9
  • the coolant system 8,9 assumes only the cooling function.

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

Description

  • 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.
  • Die Schrift DE 10 2008 031 476 A1 offenbart eine Bandgießmaschine, bei welcher flüssiges Metall von der Gießpfanne über eine Verteilvorrichtung auf ein horizontales Band gegeben wird, wobei für das flüssiges Metall als seitliche Begrenzungen bildenden Stützflächen 13,14 vorgesehen sind.
  • Aus WO 2004/033129 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundmaterialbändem mit umlaufenden Seitenbegrenzungen bekannt (s. Fig.2.2 und 2.4), wobei je ein als Endlosband ausgestaltetes Schmelzbegrenzungsband 11, 12 an jeder Seite am durchlaufenden Stahlband 3 mitgeführt und angepresst ist. Die Abstützung erfolgt hier an der ortsfesten Seitenführungsmechanik 7.
  • Eine Kühlung der Seitenführung ist in der Schrift US 2002/0079084 A1 im Absatz 13 erwähnt.
  • Mittel wie Magnete, die das Band stabilisieren bzw. gegen die Kühleinrichtung ziehen, sind zwar aus den Schriften JP 59 220258 A und US 4 506 725 A bekannt; diese Dokumente betreffen jedoch die Bandführung des Gießbandes und nicht des Seitenbandes.
  • Beim vertikalen Stranggießen ist es schon aus der US 594583 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.
  • Wesentlich für die Kühlwirkung bzw. des Wärmeübergange, ist der Kontakt des umlaufenden Metallbandes mit der Vorderseite der Kühlkammern.
  • 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 innerhalb der Kühlkammern (2) Magnete (6) angeordnet sind, die das Metallband (1) gegen die Vorderseite der Kühlkammern (2) ziehen.
  • Bei einer alternativen Lösung ist eine 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 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bei einem Verfahren zur Anwendung der Bandgießmaschine nach Anspruch 4 wird als Fluid Wasser oder Luft oder Öl eingesetzt.
  • 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.
  • Die Erfindung soll nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
    • 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 4 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 erreichten.
  • 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 (6)

  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 innerhalb der Kühlkammern (2) Magnete (6) angeordnet sind, die das Metallband (1) gegen die Vorderseite der Kühlkammern (2) ziehen.
  2. 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 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.
  3. Bandgießmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in den Kühlkammern (2) sowohl Magnete (6) angeordnet sind wie auch ein Unterdruck erzeugbar ist.
  4. Bandgießmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kühlkammern (2) durch ein Fluid kühlbar sind und dass der Unterdruck durch das Fluid erzeugbar ist.
  5. 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.
  6. Verfahren zur Anwendung der Bandgießmaschine nach Anspruch 4 mit der Maßgabe, dass das Fluid Wasser oder Luft oder Öl ist.
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