EP3375544A1 - Horizontal strip casting installation with optimised casting belt - Google Patents

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EP3375544A1
EP3375544A1 EP18161095.7A EP18161095A EP3375544A1 EP 3375544 A1 EP3375544 A1 EP 3375544A1 EP 18161095 A EP18161095 A EP 18161095A EP 3375544 A1 EP3375544 A1 EP 3375544A1
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EP
European Patent Office
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casting
strip
region
casting belt
belt
Prior art date
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Granted
Application number
EP18161095.7A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP3375544B1 (en
Inventor
Peter PALZER
Thomas Evertz
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP3375544A1 publication Critical patent/EP3375544A1/en
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Publication of EP3375544B1 publication Critical patent/EP3375544B1/en
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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
    • 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
    • B22D11/0654—Casting belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0665—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating
    • B22D11/0668—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating for dressing, coating or lubricating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/0665—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating
    • B22D11/0674—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating for machining

Definitions

  • the invention relates to a system for horizontal strip casting of a pre-strip of metal.
  • the strip casting plant has a melting vessel from which melt is fed via a pouring nozzle onto a horizontally encircling casting belt.
  • a cooling device is arranged under an upper run of the casting belt.
  • the abandoned melt solidifies to a preliminary band.
  • the strip casting plant has an enclosure into which a gas stream is introduced in order to form a reducing or oxidizing atmosphere or an inert gas atmosphere for the discontinued melt and the solidifying pre-strip.
  • the gas stream is introduced via nozzles which are arranged in a ceiling element of the housing.
  • the gas flow is varied with regard to its temperature and its speed and pressure profile.
  • a horizontal strip caster for producing a pre-strip of steel is known.
  • a circulating casting belt of the strip casting plant is coated with a coating composition consisting of a carrier liquid and additives prior to the application of a melt in the region of an upper side facing the pre-strip.
  • additives are a wide variety of metals or metallic oxides / nitrides / borides, with which the material properties of the pre-band can be specifically influenced.
  • the carrier liquid is removed in a drying unit.
  • a firmly adhering coating of the steel strip may alternatively be formed, via the thickness of which the heat transfer between the casting strip and the pre-strip and thus the cooling rate of the melt or pre-strip can be controlled.
  • German publication DE 10 2012 001 469 A1 relates to a horizontal strip caster for producing a pre-strip.
  • a discontinuous melt solidifies on a casting belt which, after complete through-stiffening of the pre-strip, is subjected to conditioning in an in-line process.
  • This conditioning includes at least one of annealing, drying, straightening, brushing, cleaning, descaling, stretching, smoothing or coating.
  • Possible permanent coatings are ceramics or metal / ceramic compounds.
  • renewable coatings are dispersing layers of BN, nitrides, oxides or carbides in question. On the basis of the coating, the heat transfer between the casting belt and the pre-strip can be controlled.
  • the publication WO 2007/071225 A1 relates to a horizontal strip casting plant for producing a pre-strip of light-weight steel, in particular. It is proposed a casting belt, which is provided to reduce the heat transfer and the contact between itself and the solidifying to a Vorband strand with a structure. This structure has longitudinally extending beads or nubs distributed over the surface, which are impressed into the casting tape from above.
  • the German patent application DE 28 56 472 concerns, among other things, a continuous casting mold belt casting for casting aluminum and aluminum alloys.
  • the mold has a roughened surface to control the heat transfer on first contact with the molten metal.
  • the mold surface has a roughness pattern consisting of a regular array of pyramid or frusto-conical elevations, so that the melt only the tips of these elevations of the mold surface touched.
  • the bulging then causes the melt to shift in the direction of the center of the strip, thereby causing already solidified dendrites to come to the surface of the strip, at which point no lid formation has yet taken place.
  • the formation of a dense, non-porous surface can be hampered by the low heat removal at the top of the belt and a correspondingly lower solidification rate and unfavorable flow boundary layers by the flow of the atmosphere.
  • the present invention is based on the object to provide a system for horizontal strip casting of a pre-strip of metal, with an improved geometry and surface of the pre-strip, increased output and thus a significant improvement in efficiency is achieved.
  • the casting tape is provided in the region of a solidifying upper surface facing the upper surface with a surface structure, an improved geometry and surface of the pre-strip, an increased yielding and thus a significant improvement in efficiency achieved that the surface structure is created by a shaping shaping of the casting belt.
  • an embossing reshaping is understood to mean a production method in which indentations or elevations on the upper side of the casting strip are formed together with oppositely arranged elevations or indentations on the underside of the casting strip. Elevations on the top of the casting belt thus correspond at the same place with indentations on the underside of the casting belt or vice versa. In this manufacturing method, there may be deviations between the shape of the indentations or elevations on the top and bottom, in order to obtain or optimize the desired shape on the top.
  • this stamping process for the production of casting tapes is particularly well that it is simple and inexpensive and is shifted by the stamping only material in the thickness direction of the casting belt and thus preserving the original dimensions of the casting belt. There are no or hardly any changes in the length and width of the casting belt, which would have resulted in corresponding rework.
  • the surface structure is formed regularly.
  • the surface structure has a first pattern in the middle region and, optionally, a pattern different from the first pattern in the edge regions.
  • the uniform heat dissipation is effected in an advantageous manner by preventing the lifting of the cast pre-strip.
  • the homogenization of the cooling conditions over the bandwidth affects a deformation of the cast Vorbandes (U-shape) contrary.
  • different solidification of the pre-strip is counteracted and thus local porosities and voids, which often occur linearly in the casting, avoided.
  • an improvement in the quality, the surface and the geometry of a produced Vorbandes especially for alloys with low Al contents - preferably Al ⁇ 0.8 wt .-% - achieved by the homogenization of the cooling conditions.
  • the application is increased and associated with the economy.
  • the casting tape at least in the region of an upper side facing the solidifying precursor, is made of a material having a thermal conductivity of greater than 90 W / mK (at 40 ° C.), in particular greater than 100 W / mK (at 40 ° C.) is and has a casting tape thickness of 0.5 to 3 mm, in particular from 1 to 3 mm.
  • materials are particularly suitable aluminum, an aluminum alloy, copper or a copper alloy.
  • the use of aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy as cast strip material further allows an increase in the casting strip thickness with the same or improved heat dissipation, whereby a buckling of the casting belt is counteracted and in particular a homogenization of the heat dissipation over the surface.
  • the casting tape is provided with a surface structure at least in the region of the solidifying pre-band facing surface and the surface structure preferably a tear, pyramid, diamond, bead or dot pattern with a depth of 0.075 to 0.8 mm in the sense of indentations or elevations.
  • a stiffening of the structure is achieved and increases the heat dissipation down and homogenized and improves the heat conduction also within the casting belt. It follows that the production by imprinting reshaping the casting belt on a bottom of the casting belt elevations or indentations are arranged opposite to the indentations or elevations on the top of the casting belt.
  • a further alternative or additional embodiment provides that the casting tape in the region of an upper side facing the solidifying pre-band can have a different pattern and a 20 to 75% higher embossing depth of the structure in edge regions in each case up to a maximum of 25 cm from the edge in the direction of the tape center.
  • a cast strip with reduced thermal conductivity is used. Due to the reduced thermal conductivity of the casting belt, the heat dissipation is delayed down and thus increases the proportion of solidification of the Vorbandoberseite and promoted the formation of a lid on the Vorbandoberseite during casting. This is particularly advantageous for steels with an increased tendency to surface defects and open porosity, where a casting belt of an alloy with higher thermal conductivity would otherwise cause the metallurgical center (area of residual solidification) to move in the cast pre-strip toward the strip surface. Alloys with an Al content of less than 0.8% by weight and a solidification interval greater than 30 ° C. are counted among the surface-sensitive grades, as well as steels containing high C and high Si.
  • the casting tape for reducing and delaying the heat dissipation down at least in the region of a solidifying upper band facing top made of a material having a thermal conductivity of less than 35 W / mK (at 40 ° C) and a casting strip thickness of 0, 5 to 3 mm.
  • a material having a thermal conductivity of less than 35 W / mK (at 40 ° C) and a casting strip thickness of 0, 5 to 3 mm are stainless steels, high Cr steels and FeNi alloys.
  • Particularly advantageous are the low expansion coefficients of, for example FeNi alloys, which additionally counteract a bulging of the pre-strip.
  • the dense oxide layer improves the separation behavior between the casting strip and the cast pre-strip.
  • the casting belt is formed of a plurality of materials, wherein the casting belt, in particular in the edge regions in each case up to a maximum of 25 cm from the edges seen from another Material consists of the middle part of the casting belt.
  • the casting belt can be constructed in such a way that materials with different thermal conductivities are used selectively in order to influence the local cooling conditions. The difference in thermal conductivity should be at least 20%.
  • materials in the middle of the band are particularly suitable aluminum, aluminum alloys, copper and copper alloys with a thickness of 0.5 to 3 mm.
  • materials preferably made of micro-alloyed structural steel or stainless steel with a thickness of 0.5 to 3 mm are advantageous.
  • the casting tape over the bandwidth has a varying thickness.
  • the edge regions have a thickness which is at least 10% different from the center, and the transition between the regions of different thickness can take place both stepwise and preferably continuously. As a result, an optimization of the heat dissipation is achieved.
  • a casting belt having different material thicknesses between the center region and the edge region is used in conjunction with stainless steels or FeNi alloys having a thickness of 0.5 to 3 mm.
  • the material is at least 10% thicker in the edge areas than in the center areas. This causes a reduction in heat dissipation.
  • a further alternative or additional embodiment provides that the casting tape in the middle region consists of a micro-alloyed structural steel and in the edge region of a high-Cr steel or stainless steel.
  • the reduced thermal conductivity of the edge region of the casting belt advantageously reduces heat dissipation, thereby avoiding undesirably rapid cooling of the edge regions.
  • the casting tape is completely or partially provided with a coating which preferably contains BN, ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 or AlN.
  • the layer thickness is chosen so that a heat transfer is reduced by at least 5%. As a result, a heat transfer from the cast pre-strip is reduced to the casting belt.
  • the reduced heat dissipation leads to a reduction of band distortions (for example, the known U-shape) of the produced Vorbandes.
  • band distortions for example, the known U-shape
  • these belt distortions are caused by excessive local heat dissipation in the area of the strip edges.
  • FIG. 1 The schematic side view of a horizontal strip casting plant 1 essentially consists of a melting vessel 2, a pouring nozzle 3, a casting belt 4 and an enclosure 5.
  • liquid melt S in particular molten metal
  • the endless casting belt 4 runs in a casting direction G about a front deflection roller 4a and a rear deflection roller 4b spaced therefrom in the casting direction G and thus conveys the solidifying precursor V in the casting direction G.
  • the casting belt 4 can be moved into an upper strand 4c, on which the Vorband V solidifies, and a lower strand 4d between the front and rear pulleys 4a, 4b split.
  • a strand 4c, 4d is understood to mean that part of the casting strip 4 which extends between the deflection rollers 4a, 4b.
  • the casting belt 4 runs substantially horizontally in the region of the upper strand 4c and is cooled in the region of the upper strand 4c by means of a cooling device 7 from below, almost all of the upper strand 4c, with the exception of short regions at the transition to the deflection rollers 4a, 4b with coolant, preferably water, applied.
  • the housing 5 of the horizontal strip caster 1 surrounds the solidifying precursor V in a region between the pouring nozzle 3 and an outlet 5b for the solidified supernatant V from the housing 5.
  • the housing 5 is provided in a conventional manner to the melt S in a reducing atmosphere , an oxidizing atmosphere, an inert gas atmosphere or a casting atmosphere, which is adapted to the chemical composition of the melt to shed and solidify to the Vorband V.
  • a gas supply line 5c and a gas discharge line 5d are connected to the housing 5 in the region of an upper and substantially horizontally extending ceiling element 5a of the housing 5.
  • the gas supply line 5c is located in the region of the outlet 5b and the gas discharge line 5d in the region of the pouring nozzle, so that the gas flows counter to the pouring direction G in countercurrent to the solidifying precursor V or vice versa.
  • Such horizontal strip casters 1 are particularly suitable for the production of close to near-demarcated Vorband with strip thicknesses in the range of 6 to 25 mm (measured in the band center) from high manganese or high aluminum or high silicon lightweight steels, electrical steel or other high or low alloy steel.
  • FIG. 2a shows a structured surface of a top 4e of the casting belt 4 of the strip casting 1 in a first embodiment.
  • This surface is provided with teardrop-shaped patterns 7, 8 with a depth or height of 0.075 to 0.8 mm in the sense of indentations or elevations.
  • a stiffening of the structure of the casting belt 4 is achieved and increases the heat dissipation down and homogenized and improves the heat conduction also within the casting belt.
  • a first pattern 7 in a center region M on the surface of the casting belt 4 is different from a second pattern 8 of the surface of the casting belt 4 in the edge regions R which are laterally adjacent to the center region M.
  • the edge regions R point in the casting direction G, respectively a width of up to a maximum of 25 cm - measured from the edge of the casting belt 4 - on.
  • the second pattern 8 leads to a changed heat transfer, in particular a reduced heat transfer in the edge regions R, compared with the center region M.
  • the indentations or surveys opposite found in the reverse direction surveys or impressions with substantially the same shape. In this manufacturing method, there may be deviations between the shape of the indentations on the top and bottom to obtain the desired shape on the top.
  • FIG. 2b Another embodiment of the structured surface of the upper side 4e of the casting belt 4 shows the FIG. 2b , in which a doubly arranged teardrop-shaped pattern 7, 8 - a so-called duet pattern - having a depth or height of 0.075 to 0.8 mm in the sense of indentations or elevations.
  • the further embodiment is comparable to the previous one FIG. 2a described.
  • the Figure 2c shows yet another embodiment of a structured surface of the upper side 4e of the casting belt 4, which is provided with a pattern 7, 8 of each side adjacent pyramids with square base with a depth or height of 0.075 to 0.8 mm in the sense of imprints or elevations is.
  • the further embodiment is comparable to the previous one FIG. 2a described.
  • teardrop-shaped and pyramidal patterns surface structures with different tear and pyramidal patterns and / or with rhombus, honeycomb, bead, knob or dot patterns are also conceivable.
  • trigonal-pyramidal to hexagonal-pyramidal patterns and / or truncated pyramidal pattern can be selected.
  • the patterns are based on DIN 59220.
  • Cross corrugations and elliptical nubs have a ratio of major to minor axis of 1.8 to 4.8 and are arranged at an angle of 30 to 90 ° to the casting direction G or perpendicular to each other or alternately.
  • both an ordered and a purely random statistical arrangement of the patterns is possible.
  • the casting belt 4 in addition to the structuring of the surface of the upper side 4e the casting belt 4 with another pattern 8 in edge regions R of the casting belt 4 also a 20 to 75% higher embossing depth of the pattern 7 of the structured surface of the casting belt 4 in edge regions R possible, whereby lifting the solidifying Vorbandes V in the edge region R during the casting process takes place and thereby the heat transfer in the edge region R is reduced.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum horizontalen Bandgießen eines Vorbandes (V) aus Metall, mit einem Gießband (4) mit einem Mittenbereich (M) und seitlich daran anschließenden Randbereichen (R), wobei das Gießband (4) im Bereich einer dem erstarrenden Vorband (V) zugewandten Oberseite (4e) mit einer Oberflächenstruktur ausgestattet ist. Um eine Anlage zum horizontalen Bandgießen eines Vorbandes (V) aus Metall zu schaffen, mit der eine verbesserte Geometrie und Oberfläche des Vorbandes (V), ein erhöhtes Ausbringen und damit eine wesentliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit erreicht wird, wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenstruktur durch ein durchprägendes Umformen des Gießbandes (4) entstanden ist.

Figure imgaf001
The invention relates to a system for the horizontal strip casting of a sliver (V) made of metal, with a casting belt (4) with a central region (M) and laterally adjoining edge regions (R), wherein the casting belt (4) in the region of a solidifying pre-strip ( V) facing top (4e) is equipped with a surface structure. In order to provide a system for horizontal strip casting of a pre-strip (V) made of metal, with an improved geometry and surface of the pre-strip (V), increased output and thus a significant improvement in the economy is achieved, it is proposed that the surface structure by a formed by forming the casting strip (4).
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum horizontalen Bandgießen eines Vorbandes aus Metall.The invention relates to a system for horizontal strip casting of a pre-strip of metal.

Aus der deutschen Patentschrift DE 44 07 873 C2 ist eine horizontale Bandgießanlage zum Erzeugen eines Vorbandes aus Stahl bekannt. Die Bandgießanlage hat ein Schmelzgefäß, aus der Schmelze über eine Gießdüse auf ein horizontal umlaufendes Gießband aufgegeben wird. Für eine Kühlung des Gießbandes ist unter einem oberen Trum des Gießbandes eine Kühleinrichtung angeordnet. Auf dem gekühlten Gießband erstarrt die aufgegebene Schmelze zu einem Vorband. In dem Bereich zwischen der Gießdüse und dem durcherstarrten Vorband weist die Bandgießanlage eine Einhausung auf, in die ein Gasstrom eingeleitet wird, um für die aufgegebene Schmelze und das erstarrende Vorband eine reduzierende oder oxidierende Atmosphäre beziehungsweise eine Inertgasatmosphäre zu bilden. Der Gasstrom wird über Düsen, die in einem Deckenelement der Einhausung angeordnet sind, eingeleitet. Um auf die Oberfläche des erstarrenden Vorbandes Einfluss nehmen zu können, wird der Gasstrom in Hinblick auf seine Temperatur und sein Geschwindigkeits- und Druckprofil variiert.From the German patent DE 44 07 873 C2 is a horizontal strip caster for producing a pre-strip of steel known. The strip casting plant has a melting vessel from which melt is fed via a pouring nozzle onto a horizontally encircling casting belt. For cooling the casting belt, a cooling device is arranged under an upper run of the casting belt. On the cooled casting belt the abandoned melt solidifies to a preliminary band. In the area between the casting nozzle and the solidified pre-strip, the strip casting plant has an enclosure into which a gas stream is introduced in order to form a reducing or oxidizing atmosphere or an inert gas atmosphere for the discontinued melt and the solidifying pre-strip. The gas stream is introduced via nozzles which are arranged in a ceiling element of the housing. In order to be able to influence the surface of the solidifying pre-strip, the gas flow is varied with regard to its temperature and its speed and pressure profile.

Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2011 010 040 B3 ist ebenfalls eine horizontale Bandgießanlage zum Erzeugen eines Vorbandes aus Stahl bekannt. Ein umlaufendes Gießband der Bandgießanlage wird vor Aufgabe einer Schmelze im Bereich einer dem Vorband zugewandten Oberseite mit einer Beschichtungsmasse bestehend aus einer Trägerflüssigkeit und Zusatzstoffen beschichtet. Diese Zusatzstoffe sind verschiedenste Metalle oder metallische Oxide/Nitride/Boride, mit denen sich die Werkstoffeigenschaften des Vorbandes gezielt beeinflussen lassen. Bevor sich die Beschichtungsmasse mit der aufgegebenen Schmelze durch Aufschmelzen stoffschlüssig vereint, wird in einer Trocknungseinheit die Trägerflüssigkeit entfernt. Neben dem vollständigen Aufschmelzen der Beschichtungsmasse und damit einhergehenden Auflegieren des Vorbandes im Bereich der Durchmischung kann alternativ auch eine festhaftende Beschichtung des Stahlbandes entstehen, über deren Dicke der Wärmeübergang zwischen dem Gießband und dem Vorband und somit die Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze beziehungsweise des Vorbandes gesteuert werden kann.From the German patent DE 10 2011 010 040 B3 Also, a horizontal strip caster for producing a pre-strip of steel is known. A circulating casting belt of the strip casting plant is coated with a coating composition consisting of a carrier liquid and additives prior to the application of a melt in the region of an upper side facing the pre-strip. These additives are a wide variety of metals or metallic oxides / nitrides / borides, with which the material properties of the pre-band can be specifically influenced. Before the coating composition combines with the discontinuous melt by fusion cohesively, the carrier liquid is removed in a drying unit. In addition to the complete melting of the coating material and the associated alloying of the pre-strip in the mixing area, a firmly adhering coating of the steel strip may alternatively be formed, via the thickness of which the heat transfer between the casting strip and the pre-strip and thus the cooling rate of the melt or pre-strip can be controlled.

Auch die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 001 469 A1 betrifft eine horizontale Bandgießanlage zum Erzeugen eines Vorbandes. Eine aufgegebene Schmelze erstarrt auf einem Gießband, das nach vollständigem Durcherstarren des Vorbandes einer Konditionierung in einem Inline-Prozess unterzogen wird. Diese Konditionierung umfasst mindestens eine der Behandlungen Glühen, Trocknen, Richten, Bürsten, Reinigen, Entzundern, Strecken, Glätten oder Beschichten. Mögliche permanente Beschichtungen sind Keramiken oder Metall/Keramik-Verbindungen. Als erneuerbare Beschichtungen kommen Dispersionsschichten aus BN, Nitriden, Oxiden oder Karbiden in Frage. Anhand der Beschichtung kann der Wärmeübergang zwischen dem Gießband und dem Vorband gesteuert werden.Also the German publication DE 10 2012 001 469 A1 relates to a horizontal strip caster for producing a pre-strip. A discontinuous melt solidifies on a casting belt which, after complete through-stiffening of the pre-strip, is subjected to conditioning in an in-line process. This conditioning includes at least one of annealing, drying, straightening, brushing, cleaning, descaling, stretching, smoothing or coating. Possible permanent coatings are ceramics or metal / ceramic compounds. As renewable coatings are dispersing layers of BN, nitrides, oxides or carbides in question. On the basis of the coating, the heat transfer between the casting belt and the pre-strip can be controlled.

Die Offenlegungsschrift WO 2007/071225 A1 betrifft eine horizontale Bandgießanlage zur Erzeugung eines Vorbandes aus insbesondere Leichtbaustahl. Es wird ein Gießband vorgeschlagen, welches zur Reduzierung des Wärmeübergangs sowie des Kontaktes zwischen sich und dem zu einem Vorband erstarrenden Strang mit einer Struktur versehen ist. Diese Struktur weist in Längsrichtung verlaufende Sicken oder über die Oberfläche verteilt angeordnete Noppen auf, die in das Gießband von oben eingeprägt werden.The publication WO 2007/071225 A1 relates to a horizontal strip casting plant for producing a pre-strip of light-weight steel, in particular. It is proposed a casting belt, which is provided to reduce the heat transfer and the contact between itself and the solidifying to a Vorband strand with a structure. This structure has longitudinally extending beads or nubs distributed over the surface, which are impressed into the casting tape from above.

Aus der europäischen Patentschrift EP 0 874 703 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gießbändern bekannt. Zur Behandlung des Gießbandes, welches aus Kohlenstoffstahl, Chrommolybdänstahl oder auch verschiedenen Kupferlegierungen bestehen kann, ist vorgesehen, dass zur Verbesserung der Einheitlichkeit der Wärmeübertragung Unregelmäßigkeiten in die äußere Oberfläche des Gießbandes eingeführt werden. Die Oberflächenunregelmäßigkeiten werden in Form von Rillen oder Vertiefungen durch einen Laser oder mechanische Bearbeitung auf der Oberfläche hergestellt, dessen Tiefen zwischen 1 und 40 % der Dicke des Gießbandes liegen.From the European patent EP 0 874 703 B1 a method for the production of casting tapes is known. To treat the casting belt, which may consist of carbon steel, chromium-molybdenum steel or various copper alloys, it is provided that irregularities are introduced into the outer surface of the casting belt to improve the uniformity of the heat transfer. The surface irregularities are produced in the form of grooves or depressions by a laser or machining on the surface, the depths of which lie between 1 and 40% of the thickness of the casting tape.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 28 56 472 betrifft unter anderem ein Bandgießen mit mitlaufender Kokille zum Gießen von Aluminium und Aluminiumlegierungen. Die Kokille besitzt zur Steuerung des Wärmeübergangs beim ersten Kontakt mit der Metallschmelze eine aufgeraute Oberfläche. Die Kokillenoberfläche weist ein Rauheitsmuster auf, das aus einer regelmäßigen Anordnung von pyramiden- oder kegelstumpfartigen Erhebungen besteht, sodass die Schmelze nur die Spitzen dieser Erhebungen der Kokillenoberfläche berührt.The German patent application DE 28 56 472 concerns, among other things, a continuous casting mold belt casting for casting aluminum and aluminum alloys. The mold has a roughened surface to control the heat transfer on first contact with the molten metal. The mold surface has a roughness pattern consisting of a regular array of pyramid or frusto-conical elevations, so that the melt only the tips of these elevations of the mold surface touched.

Es ist allgemein bekannt, dass bei der Herstellung von Vorband in einer Banddicke von 6 bis 25 mm häufig Kantenfehler auftreten, die sich in einer zum Rand hin abgeflachten Kante des Vorbandes und in Rissen in den Randbereichen zeigen. Das Auftreten abgeflachter Kanten führt zu Walzfehlern und kann dadurch Kantenrisse verursachen. Die Risse treten in den Randbereichen des gegossenen Vorbandes auf und sind in etwa 30 mm bis 100 mm von dem Rand entfernt. Auch kommt es zeitweise durch eine abkühlbedingte Verformung der Schmelze zu mechanischen Spannungen im Gefüge des Gießbandes, welche ein Abheben des Vorbandes vom Gießband auch nur lokal bewirken und welche des Weiteren zu Rissen im Vorband führen, da das Material bei hohen Temperaturen nahe unterhalb des Erstarrungspunktes nur eine geringe Heißduktilität aufweist. Das Aufwölben führt dann dazu, dass die Schmelze sich in Richtung Bandmitte verlagert und dadurch bereits erstarrte Dendriten an die Bandoberfläche treten, an der bis zu diesem Zeitpunkt noch keine Deckelbildung stattgefunden hat. Dies führt zu einer offenen Porosität bevorzugt in den randnahen Bereichen, welche bei der Verarbeitung des Bandes zu Oberflächen- und Gefügefehlern führt. Diese Risse mit Oberflächenkontakt führen ebenso zu Materialfehlern während der Weiterverarbeitung, weshalb das Material besäumt werden muss und die Wirtschaftlichkeit sinkt. Die Ausbildung einer dichten, nicht offenporigen Oberfläche kann durch die geringe Wärmeabfuhr an der Bandoberseite und eine dementsprechend geringere Erstarrungsgeschwindigkeit und ungünstige Strömungsgrenzschichten durch die Strömung der Atmosphäre behindert werden.It is generally known that in the production of pre-strip in a strip thickness of 6 to 25 mm often edge defects occur, which show in a flattened edge to the edge of the pre-strip and in cracks in the edge regions. The occurrence of flattened edges leads to rolling defects and can thereby cause edge cracks. The cracks occur in the peripheral areas of the cast pre-strip and are about 30 mm to 100 mm from the edge. It also comes at times by a cooling-induced deformation of the melt to mechanical stresses in the structure of the casting belt, which cause a lifting of the pre-strip of the casting belt only locally and which further lead to cracks in the opening band, since the material at high temperatures close below the solidification point only has a low hot ductility. The bulging then causes the melt to shift in the direction of the center of the strip, thereby causing already solidified dendrites to come to the surface of the strip, at which point no lid formation has yet taken place. This leads to an open porosity preferably in the near-edge areas, which leads to surface and structural defects in the processing of the tape. These cracks with surface contact also lead to material defects during further processing, which is why the material has to be trimmed and the economy is reduced. The formation of a dense, non-porous surface can be hampered by the low heat removal at the top of the belt and a correspondingly lower solidification rate and unfavorable flow boundary layers by the flow of the atmosphere.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anlage zum horizontalen Bandgießen eines Vorbandes aus Metall zu schaffen, mit der eine verbesserte Geometrie und Oberfläche des Vorbandes, ein erhöhtes Ausbringen und damit eine wesentliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit erreicht wird.The present invention is based on the object to provide a system for horizontal strip casting of a pre-strip of metal, with an improved geometry and surface of the pre-strip, increased output and thus a significant improvement in efficiency is achieved.

Diese Aufgabe wird durch eine Anlage zum horizontalen Bandgießen eines Vorbandes aus Metall mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 14 angegebenThis object is achieved by a system for horizontal strip casting of a pre-strip of metal with the features of claim 1. Advantageous embodiments are specified in claims 2 to 14

Erfindungsgemäß wird bei einer Anlage zum horizontalen Bandgießen eines Vorbandes aus Metall mit einem Gießband mit einem Mittenbereich und seitlich daran anschließenden Randbereichen, wobei das Gießband im Bereich einer dem erstarrenden Vorband zugewandten Oberseite mit einer Oberflächenstruktur ausgestattet ist, eine verbesserte Geometrie und Oberfläche des Vorbandes, ein erhöhtes Ausbringen und damit eine wesentliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit dadurch erreicht, dass die Oberflächenstruktur durch ein durchprägendes Umformen des Gießbandes entstanden ist.According to the invention, in a system for horizontal strip casting of a pre-strip made of metal with a casting belt with a central region and laterally adjoining edge regions, wherein the casting tape is provided in the region of a solidifying upper surface facing the upper surface with a surface structure, an improved geometry and surface of the pre-strip, an increased yielding and thus a significant improvement in efficiency achieved that the surface structure is created by a shaping shaping of the casting belt.

In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem durchprägenden Umformen ein Herstellungsverfahren verstanden, bei dem Einprägungen beziehungsweise Erhebungen an der Oberseite des Gießbandes zusammen mit gegenüberliegend angeordneten Erhebungen beziehungsweise Einprägungen an der Unterseite des Gießbandes entstehen. Erhebungen an der Oberseite des Gießbandes korrespondieren somit an der gleichen Stelle mit Einprägungen an der Unterseite des Gießbandes oder umgekehrt. Bei diesem Herstellungsverfahren kann es Abweichungen zwischen der Form der Einprägungen beziehungsweise Erhebungen auf der Ober- und Unterseite geben, um die gewünschte Form auf der Oberseite zu erhalten beziehungsweise zu optimieren. Insgesamt eignet sich dieses Durchprägeverfahren für die Herstellung von Gießbändern besonders gut, dass es einfach und kostengünstig ist und durch das Durchprägen nur Material in Dickenrichtung des Gießbandes verlagert wird und somit die ursprünglichen Abmessungen des Gießbandes erhalten bleiben. Es treten keine beziehungsweise kaum Änderungen der Länge und Breite des Gießbandes auf, was entsprechende Nacharbeit zur Folge hätte.In connection with the present invention, an embossing reshaping is understood to mean a production method in which indentations or elevations on the upper side of the casting strip are formed together with oppositely arranged elevations or indentations on the underside of the casting strip. Elevations on the top of the casting belt thus correspond at the same place with indentations on the underside of the casting belt or vice versa. In this manufacturing method, there may be deviations between the shape of the indentations or elevations on the top and bottom, in order to obtain or optimize the desired shape on the top. Overall, this stamping process for the production of casting tapes is particularly well that it is simple and inexpensive and is shifted by the stamping only material in the thickness direction of the casting belt and thus preserving the original dimensions of the casting belt. There are no or hardly any changes in the length and width of the casting belt, which would have resulted in corresponding rework.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Oberflächenstruktur regelmäßig ausgebildet ist.It is preferably provided that the surface structure is formed regularly.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Oberflächenstruktur in dem Mittebereich ein erstes Muster und optional in den Randbereichen ein von dem ersten Muster verschiedenes Muster aufweist.In a further advantageous embodiment, it is provided that the surface structure has a first pattern in the middle region and, optionally, a pattern different from the first pattern in the edge regions.

Durch eine Veränderung des Gießbandwerkstoffes und/oder der Gießbandgeometrie und -struktur wird in vorteilhafter Weise die gleichmäßige Wärmeabfuhr durch Verhinderung des Abhebens des gegossenen Vorbandes bewirkt. Die Homogenisierung der Abkühlbedingungen über die Bandbreite wirkt einer Verformung des gegossenen Vorbandes (U-Form) entgegen. Insbesondere einer durch ungleichmäßigen Wärmeübergang hervorgerufenen, unterschiedlichen Erstarrung des Vorbandes wird entgegengewirkt und somit lokale Porositäten und Lunker, welche oftmals linienförmig in Gießrichtung auftreten, vermieden. Insgesamt wird eine Verbesserung der Qualität, der Oberfläche und der Geometrie eines erzeugten Vorbandes insbesondere bei Legierungen mit niedrigen Al-Gehalten - bevorzugt Al < 0.8 Gew.-% - durch die Homogenisierung der Abkühlbedingungen erreicht. Auch wird das Ausbringen erhöht und damit verbunden die Wirtschaftlichkeit.By changing the casting belt material and / or the casting belt geometry and structure, the uniform heat dissipation is effected in an advantageous manner by preventing the lifting of the cast pre-strip. The homogenization of the cooling conditions over the bandwidth affects a deformation of the cast Vorbandes (U-shape) contrary. In particular, caused by uneven heat transfer, different solidification of the pre-strip is counteracted and thus local porosities and voids, which often occur linearly in the casting, avoided. Overall, an improvement in the quality, the surface and the geometry of a produced Vorbandes especially for alloys with low Al contents - preferably Al <0.8 wt .-% - achieved by the homogenization of the cooling conditions. Also, the application is increased and associated with the economy.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gießband zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband zugewandten Oberseite aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von größer 90 W/mK (bei 40 °C), insbesondere von größer 100 W/mK (bei 40 °C), hergestellt ist und eine Gießbanddicke von 0,5 bis 3 mm, insbesondere von 1 bis 3 mm aufweist. Als Werkstoffe eignen sich besonders Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Kupfer oder eine Kupferlegierung.It is preferably provided that the casting tape, at least in the region of an upper side facing the solidifying precursor, is made of a material having a thermal conductivity of greater than 90 W / mK (at 40 ° C.), in particular greater than 100 W / mK (at 40 ° C.) is and has a casting tape thickness of 0.5 to 3 mm, in particular from 1 to 3 mm. As materials are particularly suitable aluminum, an aluminum alloy, copper or a copper alloy.

Die Verwendung von Aluminium, Aluminiumlegierung, Kupfer oder Kupferlegierung als Gießbandwerkstoff ermöglicht des Weiteren eine Erhöhung der Gießbanddicke bei gleicher oder verbesserter Wärmeabfuhr, wodurch einer Beulung des Gießbandes entgegengewirkt wird und insbesondere eine Homogenisierung der Wärmeabfuhr über die Fläche erfolgt.The use of aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy as cast strip material further allows an increase in the casting strip thickness with the same or improved heat dissipation, whereby a buckling of the casting belt is counteracted and in particular a homogenization of the heat dissipation over the surface.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung ist vorgesehen, dass das Gießband zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband zugewandten Oberseite mit einer Oberflächenstruktur versehen ist und die Oberflächenstruktur vorzugsweise ein Tränen-, Pyramiden-, Rauten-, Sicken- oder Punktmuster mit einer Tiefe von 0,075 bis 0,8 mm im Sinne von Einprägungen oder Erhebungen aufweist. Hierdurch wird eine Versteifung der Struktur erzielt sowie die Wärmeabfuhr nach unten erhöht und homogenisiert und die Wärmeleitung auch innerhalb des Gießbandes verbessert. Hierbei ergibt sich, dass der Herstellung durch durchprägendes Umformen folgend das Gießband auf einer Unterseite des Gießbandes Erhebungen oder Einprägungen angeordnet sind, die den Einprägungen oder Erhebungen auf der Oberseite des Gießbandes gegenüberliegen.In an alternative or additional embodiment, it is provided that the casting tape is provided with a surface structure at least in the region of the solidifying pre-band facing surface and the surface structure preferably a tear, pyramid, diamond, bead or dot pattern with a depth of 0.075 to 0.8 mm in the sense of indentations or elevations. As a result, a stiffening of the structure is achieved and increases the heat dissipation down and homogenized and improves the heat conduction also within the casting belt. It follows that the production by imprinting reshaping the casting belt on a bottom of the casting belt elevations or indentations are arranged opposite to the indentations or elevations on the top of the casting belt.

Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Kombination von Al- oder Cu-haltigem Gießbandwerkstoff und einer Oberflächenstrukturierung möglich.Alternatively or additionally, a combination of Al- or Cu-containing Casting strip material and a surface structuring possible.

Eine weitere alternative oder zusätzliche Ausführung sieht vor, dass das Gießband im Bereich einer dem erstarrenden Vorband zugewandten Oberseite in Randbereichen jeweils bis maximal 25 cm vom Rand in Richtung Bandmitte gesehen ein anderes Muster und eine um 20 bis 75 % höhere Prägetiefe der Struktur aufweisen kann.A further alternative or additional embodiment provides that the casting tape in the region of an upper side facing the solidifying pre-band can have a different pattern and a 20 to 75% higher embossing depth of the structure in edge regions in each case up to a maximum of 25 cm from the edge in the direction of the tape center.

Noch eine weitere alternative oder zusätzliche Ausführung sieht vor, dass ein Gießband mit verminderter Wärmeleitfähigkeit verwendet wird. Durch die verringerte Wärmeleitfähigkeit des Gießbandes wird die Wärmeabfuhr nach unten verzögert und damit der Anteil der Erstarrung von der Vorbandoberseite erhöht sowie die Ausbildung eines Deckels auf der Vorbandoberseite während des Gusses befördert. Dies ist insbesondere bei Stählen mit erhöhter Neigung zu Oberflächenfehlern und offener Porosität vorteilhaft, bei denen ein Gießband aus einer Legierung mit höherer Wärmeleitfähigkeit ansonsten ein Verschieben der metallurgischen Mitte (Bereich der Resterstarrung) im gegossenen Vorband hin zur Bandoberfläche bewirken würde. Zu den oberflächenempfindlichen Güten werden insbesondere Legierungen mit einem Al-Gehalt kleiner 0,8 Gew.-% und einem Erstarrungsintervall größer 30°C gezählt, sowie hoch C-haltige und hoch Si-haltige Stähle.Yet another alternative or additional embodiment provides that a cast strip with reduced thermal conductivity is used. Due to the reduced thermal conductivity of the casting belt, the heat dissipation is delayed down and thus increases the proportion of solidification of the Vorbandoberseite and promoted the formation of a lid on the Vorbandoberseite during casting. This is particularly advantageous for steels with an increased tendency to surface defects and open porosity, where a casting belt of an alloy with higher thermal conductivity would otherwise cause the metallurgical center (area of residual solidification) to move in the cast pre-strip toward the strip surface. Alloys with an Al content of less than 0.8% by weight and a solidification interval greater than 30 ° C. are counted among the surface-sensitive grades, as well as steels containing high C and high Si.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gießband zur Verringerung und Verzögerung der Wärmeabfuhr nach unten zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband zugewandten Oberseite aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von kleiner 35 W/mK (bei 40 °C) hergestellt ist und eine Gießbanddicke von 0,5 bis 3 mm aufweist. Als Werkstoffe eignen sich besonders rostfreie Stähle, hoch Cr-haltige Stähle und FeNi-Legierungen. Insbesondere vorteilhaft sind die geringen Ausdehnungskoeffizienten von zum Beispiel FeNi-Legierungen, die einem Beulen des Vorbandes zusätzlich entgegenwirken. Weiterhin vorteilhaft bei rostfreiem oder hoch Cr-haltigem Stahl bewirkt die dichte Oxidschicht (vor allem Cr2O3) eine Verbesserung des Trennverhaltens zwischen Gießband und gegossenem Vorband.Preferably, it is provided that the casting tape for reducing and delaying the heat dissipation down at least in the region of a solidifying upper band facing top made of a material having a thermal conductivity of less than 35 W / mK (at 40 ° C) and a casting strip thickness of 0, 5 to 3 mm. Particularly suitable materials are stainless steels, high Cr steels and FeNi alloys. Particularly advantageous are the low expansion coefficients of, for example FeNi alloys, which additionally counteract a bulging of the pre-strip. Furthermore, in the case of stainless or high Cr steel, the dense oxide layer (above all Cr 2 O 3 ) improves the separation behavior between the casting strip and the cast pre-strip.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung ist vorgesehen, dass das Gießband aus mehreren Werkstoffen ausgebildet ist, wobei das Gießband insbesondere in den Randbereichen jeweils bis maximal 25 cm von den Rändern gesehen aus einem anderen Werkstoff besteht als der Mittelteil des Gießbandes. Dabei kann je nach gewünschter Verlagerung der metallurgischen Mitte das Gießband derart konstruiert sein, dass Werkstoffe mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten gezielt eingesetzt werden, um die lokalen Abkühlbedingungen zu beeinflussen. Der Unterschied der Wärmeleitfähigkeit sollte mindestens 20 % betragen. Als Werkstoffe in der Bandmitte eignen sich besonders Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen mit einer Dicke von 0,5 bis 3 mm. Für die Randbereiche sind Werkstoffe bevorzugt aus mikrolegiertem Baustahl oder rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,5 bis 3 mm vorteilhaft.In an alternative or additional embodiment, it is provided that the casting belt is formed of a plurality of materials, wherein the casting belt, in particular in the edge regions in each case up to a maximum of 25 cm from the edges seen from another Material consists of the middle part of the casting belt. Depending on the desired displacement of the metallurgical center, the casting belt can be constructed in such a way that materials with different thermal conductivities are used selectively in order to influence the local cooling conditions. The difference in thermal conductivity should be at least 20%. As materials in the middle of the band are particularly suitable aluminum, aluminum alloys, copper and copper alloys with a thickness of 0.5 to 3 mm. For the edge regions, materials preferably made of micro-alloyed structural steel or stainless steel with a thickness of 0.5 to 3 mm are advantageous.

Noch eine weitere alternative oder zusätzliche Ausführung sieht vor, dass das Gießband über die Bandbreite eine variierende Dicke aufweist. Die Randbereiche weisen eine gegenüber der Mitte mindestens 10%ig unterschiedliche Dicke auf und der Übergang zwischen den Bereichen unterschiedlicher Dicke kann sowohl stufenweise als auch bevorzugt kontinuierlich erfolgen. Hierdurch wird eine Optimierung der Wärmeabfuhr erzielt.Yet another alternative or additional embodiment provides that the casting tape over the bandwidth has a varying thickness. The edge regions have a thickness which is at least 10% different from the center, and the transition between the regions of different thickness can take place both stepwise and preferably continuously. As a result, an optimization of the heat dissipation is achieved.

In einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführung ist vorgesehen, dass ein Gießband mit unterschiedlichen Werkstoffdicken zwischen Mittenbereich und Randbereich in Verbindung mit nichtrostenden Stählen oder FeNi-Legierungen mit einer Dicke von 0,5 bis 3 mm eingesetzt wird. Der Werkstoff ist dabei in den Randbereichen mindestens 10% dicker gewählt als in den Mittenbereichen. Dies bewirkt eine Verringerung der Wärmeabfuhr.In a further alternative or additional embodiment, it is provided that a casting belt having different material thicknesses between the center region and the edge region is used in conjunction with stainless steels or FeNi alloys having a thickness of 0.5 to 3 mm. The material is at least 10% thicker in the edge areas than in the center areas. This causes a reduction in heat dissipation.

Eine weitere alternative oder zusätzliche Ausführung sieht vor, dass das Gießband im Mittenbereich aus einem mikrolegierten Baustahl und im Randbereich aus einem hoch Crhaltigen Stahl oder rostfreien Stahl besteht. Die verringerte Wärmeleitfähigkeit des Randbereiches des Gießbandes vermindert vorteilhaft die Wärmeabfuhr, wodurch eine unerwünscht schnelle Abkühlung der Kantenbereiche vermieden wird.A further alternative or additional embodiment provides that the casting tape in the middle region consists of a micro-alloyed structural steel and in the edge region of a high-Cr steel or stainless steel. The reduced thermal conductivity of the edge region of the casting belt advantageously reduces heat dissipation, thereby avoiding undesirably rapid cooling of the edge regions.

Ferner sieht eine weitere alternative oder zusätzliche Ausführung vor, dass das Gießband vollständig oder partiell mit einer Beschichtung versehen ist, die vorzugsweise BN, ZrO2, TiO2, Al2O3 oder AIN enthält. Die Schichtdicke wird so gewählt, dass ein Wärmeübergang um mindestens 5 % verringert wird. Hierdurch wird ein Wärmeübergang vom gegossenen Vorband zum Gießband vermindert.Furthermore, a further alternative or additional embodiment provides that the casting tape is completely or partially provided with a coating which preferably contains BN, ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 or AlN. The layer thickness is chosen so that a heat transfer is reduced by at least 5%. As a result, a heat transfer from the cast pre-strip is reduced to the casting belt.

Insgesamt führt die verminderte Wärmeabfuhr zu einer Verminderung von Bandverwerfungen (beispielsweise die bekannte U-Form) des erzeugten Vorbandes. Diese Bandverwerfungen entstehen unter anderem durch zu hohe lokale Wärmeabfuhr im Bereich der Bandkanten.Overall, the reduced heat dissipation leads to a reduction of band distortions (for example, the known U-shape) of the produced Vorbandes. Among other things, these belt distortions are caused by excessive local heat dissipation in the area of the strip edges.

Insgesamt kann mit der erfindungsgemäßen horizontalen Bandgießanlage Warmband beziehungsweise Tafelmaterial in der angestrebten Dicke von 6 bis 25 mm (gemessen in der Bandmitte) mit guter Geometrie und verbesserter Oberfläche aus hochmanganhaltigen oder hochaluminiumhaltigen oder hochsiliziumhaltigen Leichtbaustählen oder sonstigem hoch- oder niedriglegiertem Stahl hergestellt werden.Overall, with the inventive horizontal strip casting hot strip or sheet material in the desired thickness of 6 to 25 mm (measured in the band center) with good geometry and improved surface of high manganese or high aluminum or high siliceous lightweight steels or other high or low alloy steel.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer horizontalen Bandgießanlage,
  • Figur 2a eine schematische Draufsicht eines strukturierten Gießbandes,
  • Figur 2b eine schematische Draufsicht eines strukturierten Gießbandes und
  • Figur 2c eine schematische Draufsicht eines strukturierten Gießbandes.
The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in a drawing. Show it:
  • FIG. 1 a schematic side view of a horizontal strip caster,
  • FIG. 2a a schematic plan view of a structured casting tape,
  • FIG. 2b a schematic plan view of a structured casting belt and
  • Figure 2c a schematic plan view of a structured casting belt.

Die in Figur 1 gezeigte schematische Seitenansicht einer horizontalen Bandgießanlage 1 besteht im Wesentlichen aus einem Schmelzgefäß 2, einer Gießdüse 3, einem Gießband 4 und einer Einhausung 5. Über das Schmelzgefäß 2 wird flüssige Schmelze S, insbesondere Metallschmelze, über eine sich hieran anschließende Gießdüse 3 auf das Gießband 4 in Form eines Stranges beziehungsweise erstarrenden Vorbandes V aufgegeben. Hierbei läuft das endlose Gießband 4 in einer Gießrichtung G um eine vordere Umlenkrolle 4a und eine hiervon in Gießrichtung G beabstandete hintere Umlenkrolle 4b um und fördert das erstarrende Vorband V somit in Gießrichtung G. Entsprechender Weise lässt sich das Gießband 4 in ein oberes Trum 4c, auf dem das Vorband V erstarrt, und ein unteres Trum 4d zwischen den vorderen und hinteren Umlenkrollen 4a, 4b aufteilen. Unter einem Trum 4c, 4d wird der sich zwischen den Umlenkrollen 4a, 4b erstreckende Teil des Gießbandes 4 verstanden. Das Gießband 4 verläuft im Bereich des Obertrums 4c im Wesentlichen horizontal und ist im Bereich des Obertrums 4c mittels einer Kühlvorrichtung 7 von unten gekühlt, die nahezu das gesamte Obertrum 4c unter Ausnahme kurzer Bereiche am Übergang zu den Umlenkrollen 4a, 4b mit Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, beaufschlagt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind üblicherweise vorhandene und sich in Gießrichtung G erstreckende Seitenbegrenzungselemente für das auf dem Obertrum 4c erstarrende Vorband V nicht dargestellt. Die Einhausung 5 der horizontalen Bandgießanlage 1 umschließt das erstarrende Vorband V in einem Bereich zwischen der Gießdüse 3 und einem Austritt 5b für das durcherstarrte Vorband V aus der Einhausung 5. Die Einhausung 5 ist in üblicher Weise vorgesehen, um die Schmelze S in einer reduzierenden Atmosphäre, einer oxidierenden Atmosphäre, einer Inertgasatmosphäre oder einer Gießatmosphäre, die an die chemische Zusammensetzung der Schmelze angepasst ist, zu vergießen und zu dem Vorband V erstarren zu lassen. Hierfür sind an die Einhausung 5 im Bereich eines oberen und im Wesentlichen sich horizontal erstreckenden Deckenelements 5a der Einhausung 5 eine Gaszuleitung 5c und eine Gasableitung 5d angeschlossen. Die Gaszuleitung 5c befindet sich im Bereich des Austritts 5b und die Gasableitung 5d im Bereich der Gießdüse, so dass das Gas entgegen der Gießrichtung G im Gegenstrom zu dem erstarrenden Vorband V oder umgekehrt strömt.In the FIG. 1 The schematic side view of a horizontal strip casting plant 1 essentially consists of a melting vessel 2, a pouring nozzle 3, a casting belt 4 and an enclosure 5. Via the melting vessel 2, liquid melt S, in particular molten metal, is poured onto the casting belt 4 via a casting nozzle 3 adjoining it abandoned in the form of a strand or solidifying Vorbandes V. In this case, the endless casting belt 4 runs in a casting direction G about a front deflection roller 4a and a rear deflection roller 4b spaced therefrom in the casting direction G and thus conveys the solidifying precursor V in the casting direction G. Correspondingly, the casting belt 4 can be moved into an upper strand 4c, on which the Vorband V solidifies, and a lower strand 4d between the front and rear pulleys 4a, 4b split. A strand 4c, 4d is understood to mean that part of the casting strip 4 which extends between the deflection rollers 4a, 4b. The casting belt 4 runs substantially horizontally in the region of the upper strand 4c and is cooled in the region of the upper strand 4c by means of a cooling device 7 from below, almost all of the upper strand 4c, with the exception of short regions at the transition to the deflection rollers 4a, 4b with coolant, preferably water, applied. For reasons of clarity, usually present and extending in the casting direction G side boundary elements for the solidified on the upper strand 4c Vorband V are not shown. The housing 5 of the horizontal strip caster 1 surrounds the solidifying precursor V in a region between the pouring nozzle 3 and an outlet 5b for the solidified supernatant V from the housing 5. The housing 5 is provided in a conventional manner to the melt S in a reducing atmosphere , an oxidizing atmosphere, an inert gas atmosphere or a casting atmosphere, which is adapted to the chemical composition of the melt to shed and solidify to the Vorband V. For this purpose, a gas supply line 5c and a gas discharge line 5d are connected to the housing 5 in the region of an upper and substantially horizontally extending ceiling element 5a of the housing 5. The gas supply line 5c is located in the region of the outlet 5b and the gas discharge line 5d in the region of the pouring nozzle, so that the gas flows counter to the pouring direction G in countercurrent to the solidifying precursor V or vice versa.

Derartige horizontale Bandgießanlagen 1 eignen sich besonders zur Erzeugung von endabmessungsnahem Vorband mit Banddicken im Bereich von 6 bis 25 mm (gemessen in der Bandmitte) aus hochmanganhaltigen oder hochaluminiumhaltigen oder hochsiliziumhaltigen Leichtbaustählen, Elektroblechen oder sonstigen hoch- oder niedriglegiertem Stahl.Such horizontal strip casters 1 are particularly suitable for the production of close to near-demarcated Vorband with strip thicknesses in the range of 6 to 25 mm (measured in the band center) from high manganese or high aluminum or high silicon lightweight steels, electrical steel or other high or low alloy steel.

Die Figur 2a zeigt eine strukturierte Oberfläche einer Oberseite 4e des Gießbandes 4 der Bandgießanlage 1 in einer ersten Ausführungsform. Diese Oberfläche ist mit tränenförmigen Mustern 7, 8 mit einer Tiefe beziehungsweise Höhe von 0,075 bis 0,8 mm im Sinne von Einprägungen beziehungsweise Erhebungen versehen. Hierdurch wird eine Versteifung der Struktur des Gießbandes 4 erzielt sowie die Wärmeabfuhr nach unten erhöht und homogenisiert und die Wärmeleitung auch innerhalb des Gießbandes verbessert. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein erstes Muster 7 in einem Mittenbereich M auf der Oberfläche des Gießbandes 4 verschieden zu einem zweiten Muster 8 der Oberfläche des Gießbandes 4 in den seitlich an den Mittenbereich M angrenzenden Randbereichen R. Die Randbereiche R weisen in Gießrichtung G gesehen jeweils eine Breite von bis zu maximal 25 cm - vom Rand des Gießbandes 4 gemessen - auf. Das zweite Muster 8 führt zu einem veränderten Wärmeübergang, insbesondere zu einem verminderten Wärmeübergang in den Randbereichen R, verglichen mit dem Mittenbereich M. Entsprechend dem Herstellungsverfahrens der Oberflächenstruktur durch ein Durchprägen sind an der Unterseite des Gießbandes 4 den Einprägungen beziehungsweise Erhebungen gegenüberliegend in umgekehrter Weise Erhebungen beziehungsweise Einprägungen mit im Wesentlichen gleicher Form zu finden. Bei diesem Herstellungsverfahren kann es Abweichungen zwischen der Form der Einprägungen beziehungsweise Erhebungen auf der Ober- und Unterseite geben, um die gewünschte Form auf der Oberseite zu erhalten.The FIG. 2a shows a structured surface of a top 4e of the casting belt 4 of the strip casting 1 in a first embodiment. This surface is provided with teardrop-shaped patterns 7, 8 with a depth or height of 0.075 to 0.8 mm in the sense of indentations or elevations. As a result, a stiffening of the structure of the casting belt 4 is achieved and increases the heat dissipation down and homogenized and improves the heat conduction also within the casting belt. In a preferred embodiment, a first pattern 7 in a center region M on the surface of the casting belt 4 is different from a second pattern 8 of the surface of the casting belt 4 in the edge regions R which are laterally adjacent to the center region M. The edge regions R point in the casting direction G, respectively a width of up to a maximum of 25 cm - measured from the edge of the casting belt 4 - on. The second pattern 8 leads to a changed heat transfer, in particular a reduced heat transfer in the edge regions R, compared with the center region M. According to the manufacturing process of the surface structure by a stamping are on the underside of the casting belt 4 the indentations or surveys opposite found in the reverse direction surveys or impressions with substantially the same shape. In this manufacturing method, there may be deviations between the shape of the indentations on the top and bottom to obtain the desired shape on the top.

Eine weitere Ausführungsform der strukturierten Oberfläche der Oberseite 4e des Gießbandes 4 zeigt die Figur 2b, in der ein doppelt angeordnetes tränenförmiges Muster 7, 8 - ein sog. Duettmuster - mit einer Tiefe beziehungsweise Höhe von 0,075 bis 0,8 mm im Sinne von Einprägungen beziehungsweise Erhebungen aufweist. Die weitere Ausgestaltung ist vergleichbar mit der zuvor zu Figur 2a beschrieben.Another embodiment of the structured surface of the upper side 4e of the casting belt 4 shows the FIG. 2b , in which a doubly arranged teardrop-shaped pattern 7, 8 - a so-called duet pattern - having a depth or height of 0.075 to 0.8 mm in the sense of indentations or elevations. The further embodiment is comparable to the previous one FIG. 2a described.

Die Figur 2c zeigt noch eine weitere Ausführungsform einer strukturierten Oberfläche der Oberseite 4e des Gießbandes 4, welche mit einem Muster 7, 8 aus jeweils seitlich aneinander angrenzenden Pyramiden mit quadratischer Grundfläche mit einer Tiefe beziehungsweise Höhe von 0,075 bis 0,8 mm im Sinne von Einprägungen beziehungsweise Erhebungen versehen ist. Die weitere Ausgestaltung ist vergleichbar mit der zuvor zu Figur 2a beschrieben.The Figure 2c shows yet another embodiment of a structured surface of the upper side 4e of the casting belt 4, which is provided with a pattern 7, 8 of each side adjacent pyramids with square base with a depth or height of 0.075 to 0.8 mm in the sense of imprints or elevations is. The further embodiment is comparable to the previous one FIG. 2a described.

Alternativ oder zusätzlich sind neben den dargestellten tränenförmigen und pyramidalen Mustern auch Oberflächenstrukturen mit andersartigen Tränen- und Pyramidenmustern und/oder mit Rauten-, Waben-, Sicken-, Noppen- oder Punktmustern denkbar. Insbesondere können auch trigonal-pyramidale bis hin zu hexagonal-pyramidale Muster und/oder auch Pyramidenstumpf-Muster gewählt werden. Im Falle von Tränenmustern sind die Muster an die DIN 59220 angelehnt. Quersicken und elliptische Noppen weisen ein Verhältnis von Haupt- zu Nebenachse von 1,8 bis 4,8 auf und sind in einem Winkel von 30 bis 90° zur Gießrichtung G oder zueinander rechtwinklig oder alternierend angeordnet. Daneben ist sowohl eine geordnete als auch eine rein zufällige, statistische Anordnung der Muster möglich.Alternatively or additionally, in addition to the illustrated teardrop-shaped and pyramidal patterns, surface structures with different tear and pyramidal patterns and / or with rhombus, honeycomb, bead, knob or dot patterns are also conceivable. In particular, trigonal-pyramidal to hexagonal-pyramidal patterns and / or truncated pyramidal pattern can be selected. In the case of teardrop patterns, the patterns are based on DIN 59220. Cross corrugations and elliptical nubs have a ratio of major to minor axis of 1.8 to 4.8 and are arranged at an angle of 30 to 90 ° to the casting direction G or perpendicular to each other or alternately. In addition, both an ordered and a purely random statistical arrangement of the patterns is possible.

Alternativ oder zusätzlich ist neben der Strukturierung der Oberfläche der Oberseite 4e des Gießbandes 4 mit einem anderen Muster 8 in Randbereichen R des Gießbandes 4 auch eine um 20 bis 75 % höhere Prägetiefe der Muster 7 der strukturierten Oberfläche des Gießbandes 4 in Randbereichen R möglich, wodurch ein Abheben des erstarrenden Vorbandes V im Randbereich R während des Gießverlaufs erfolgt und dadurch der Wärmeübergang im Randbereich R vermindert wird.Alternatively or additionally, in addition to the structuring of the surface of the upper side 4e the casting belt 4 with another pattern 8 in edge regions R of the casting belt 4 also a 20 to 75% higher embossing depth of the pattern 7 of the structured surface of the casting belt 4 in edge regions R possible, whereby lifting the solidifying Vorbandes V in the edge region R during the casting process takes place and thereby the heat transfer in the edge region R is reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • 1 horizontale Bandgießanlage1 horizontal strip caster
  • 2 Schmelzgefäß2 melting vessel
  • 3 Gießdüse3 pouring nozzle
  • 4 Gießband4 casting tape
  • 4a vordere Umlenkrolle4a front pulley
  • 4b hintere Umlenkrolle4b rear pulley
  • 4c oberes Trum4c upper strand
  • 4d unteres Trum4d lower strand
  • 4e Oberseite4e top
  • 5 Einhausung5 enclosure
  • 5a Deckenelement5a ceiling element
  • 5b Austritt5b exit
  • 5c Gaszuleitung5c gas supply
  • 5d Gasableitung5d gas discharge
  • 6 Kühlvorrichtung6 cooling device
  • 7 erstes Muster7 first pattern
  • 8 zweites Muster8 second pattern
  • G GießrichtungG casting direction
  • M MittenbereichM center area
  • R RandbereichR border area
  • S SchmelzeS melt
  • V VorbandV opening band

Claims (14)

Anlage zum horizontalen Bandgießen eines Vorbandes (V) aus Metall, mit einem Gießband (4) mit einem Mittenbereich (M) und seitlich daran anschließenden Randbereichen (R), wobei das Gießband (4) im Bereich einer dem erstarrenden Vorband (V) zugewandten Oberseite (4e) mit einer Oberflächenstruktur ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur durch ein durchprägendes Umformen des Gießbandes (4) entstanden ist.Plant for the horizontal strip casting of a sliver (V) made of metal, with a casting belt (4) with a central region (M) and laterally adjoining edge regions (R), wherein the casting belt (4) in the region of the solidifying pre-strip (V) facing top (4e) is equipped with a surface structure, characterized in that the surface structure is formed by a stamping forming the casting strip (4). Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur regelmäßig ausgebildet ist.Installation according to claim 1, characterized in that the surface structure is formed at regular intervals. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur in dem Mittebereich (M) ein erstes Muster (7) und in den Randbereichen (R) ein von dem ersten Muster (7) verschiedenes Muster (8) aufweist.Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the surface structure in the middle region (M) has a first pattern (7) and in the edge regions (R) a pattern (8) different from the first pattern (7). Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (4) zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband (V) zugewandten Oberseite (4e) in Randbereichen (R) jeweils bis maximal 25 cm vom Rand in Richtung Bandmitte gesehen ein anderes Muster und/oder eine um 20 bis 75 % höhere Prägetiefe der Struktur aufweist.Installation according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the casting belt (4) at least in the region of the solidifying pre-strip (V) facing upper side (4e) seen in edge regions (R) each up to a maximum of 25 cm from the edge towards the center of the belt has a different pattern and / or a 20 to 75% higher embossing depth of the structure. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (4) zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband zugewandten Oberseite (4e) mit einer Oberflächenstruktur versehen ist und die Oberflächenstruktur vorzugsweise ein Tränen-, Pyramiden-, Rauten-, Sicken- oder Punktmuster mit einer Tiefe von 0,075 bis 0,8 mm im Sinne von Einprägungen oder Erhebungen aufweist.Installation according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the casting belt (4) is provided with a surface structure at least in the region of the solidifying pre-strip facing top (4e) and the surface structure is preferably a tear, pyramid, diamond, Has bead or dot pattern with a depth of 0.075 to 0.8 mm in the sense of indentations or elevations. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Herstellung durch durchprägendes Umformen folgend das Gießband (4) auf einer Unterseite des Gießbandes (4) Erhebungen oder Einprägungen angeordnet sind, die den Einprägungen oder Erhebungen auf der Oberseite (4e) des Gießbandes (4) gegenüberliegen.Installation according to claim 5, characterized in that the production by embossing reshaping the casting belt (4) on a bottom of the casting belt (4) elevations or indentations are arranged, the embossments or elevations on the top (4e) of the casting belt (4). are opposite. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband zugewandten Oberseite (4e) aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von größer 90 W/mK (bei 40 °C), insbesondere von größer 100 W/mK (bei 40 °C), hergestellt ist.Installation according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the casting belt at least in the region of the solidifying pre-band facing top (4e) of a material having a thermal conductivity of greater than 90 W / mK (at 40 ° C), in particular greater 100 W / mK (at 40 ° C). Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.Plant according to claim 7, characterized in that the material is aluminum, an aluminum alloy, copper or a copper alloy. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (4) zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband (V) zugewandten Oberseite (4e) aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von kleiner 35 W/mK (bei 40 °C) hergestellt ist.Installation according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the casting belt (4) at least in the region of the solidifying pre-strip (V) facing top (4e) of a material having a thermal conductivity of less than 35 W / mK (at 40 ° C) is produced. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein rostfreier Stahl, hoch Cr-haltiger Stahl oder eine FeNi-Legierung ist.Installation according to claim 9, characterized in that the material is a stainless steel, high Cr-containing steel or a FeNi alloy. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (4) zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband (V) zugewandten Oberseite (4e) aus mehreren Werkstoffen ausgebildet ist, wobei das Gießband (4) insbesondere in den Randbereichen (R) jeweils bis maximal 25 cm von den Rändern gesehen aus einem anderen Werkstoff mit einer um mindesten 20% unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit besteht als der Mittenbereich des Gießbandes (4).Installation according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the casting belt (4) at least in the region of the solidifying pre-strip (V) facing top (4e) is formed of a plurality of materials, wherein the casting belt (4) in particular in the edge regions (R) each seen up to a maximum of 25 cm from the edges of another material with a different thermal conductivity by at least 20% than the center region of the casting belt (4). Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (4) zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband (V) zugewandten Oberseite (4e) über die Bandbreite eine variierende Dicke aufweist und die Randbereiche (R) eine gegenüber den Mittenbereichen (M) mindestens 10%ig unterschiedliche Dicke aufweisen und der Übergang zwischen den Bereichen unterschiedlicher Dicke sowohl stufenweise als auch bevorzugt kontinuierlich erfolgt.Installation according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the casting tape (4) at least in the region of the solidifying pre-strip (V) facing top (4e) over the bandwidth has a varying thickness and the edge regions (R) opposite to the Center regions (M) at least 10% have different thickness and the transition between the regions of different thickness both stepwise and preferably continuously takes place. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (4) unterschiedliche Werkstoffdicken zwischen Mittenbereich (M) und Randbereich (R) in Verbindung mit nichtrostenden Stählen oder FeNi-Legierungen aufweist und der Werkstoff in den Randbereichen (R) mindestens 10% dicker gewählt ist als in den Mittenbereichen.Installation according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the casting belt (4) has different material thicknesses between middle region (M) and edge region (R) in conjunction with stainless steels or FeNi alloys and the material in the edge regions (R). at least 10% thicker as in the middle areas. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (4) zumindest im Bereich einer dem erstarrenden Vorband (V) zugewandten Oberseite (4e) vollständig oder partiell mit einer Beschichtung versehen ist, die vorzugsweise BN, ZrO2, TiO2, Al2O3 oder AIN enthält.Installation according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the casting belt (4) is provided completely or partially with a coating, preferably BN, ZrO 2 , at least in the region of the solidifying preliminary strip (V). TiO 2 , Al 2 O 3 or AIN contains.
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