EP3495086B1

EP3495086B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines bandförmigen verbundmaterials

Info

Publication number: EP3495086B1
Application number: EP18207429.4A
Authority: EP
Inventors: Axel Weyer; Thomas Runkel; Jochen Wans
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2022-01-05
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: EP3495086A1; DE102017221969A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2, und eine entsprechende Vorrichtung gemäß Anspruch 22.
Zur Herstellung von Warmbändern ist nach dem Stand der Technik eine Gießwalzanlage bekannt, die in der Fig. 31 in einer prinzipiell vereinfachten Seitenansicht gezeigt ist. Eine solche Gießwalzanlage umfasst folgende Hauptkomponenten, in der Transportrichtung des gegossenen Bandes gesehen: Gießmaschine 1, Vorwalzgerüst 3, Erwärmungseinheit 4, Fertigwalzgerüst 5, Kühlstrecke 6, fliegende Schere 7, und schließlich eine Haspeleinrichtung 8. Weitere Trenneinrichtungen 2 (z.B. Scheren) können jeweils vor dem Vorwalzgerüst 3 und dem Fertigwalzgerüst 5 angeordnet sein.
Nach dem Stand der Technik, z.B. aus DE 101 24 594 B4 , sind ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbandes aus Stahl durch Walzplattieren eines direkt gegossenen Stahlbandes sowie die Verwendung eines solchen Verbundbandes bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Kernband nach dem Zweirollenverfahren direkt gegossen und anschließend mit einem metallenen Plattierungsband mit korrosionsarmen bis korrosionsbeständigen Kaltbandeigenschaften plattiert. Dies erfolgt dadurch, dass auf das aus der Gießhitze kommende Kernband das Plattierungsband als Kaltband inline aufplattiert wird. Die Produktionsgeschwindigkeit und die daraus resultierende Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens sind wegen des Vergießens des Kernbands nach dem Zweirollenverfahren limitiert.
Ein Nachteil der Technologie gemäß DE 101 24 594 B4 besteht in einer nur losen Verbindung zwischen dem Kernband und dem Plattierungsband vor dem eigentlichen Walzplattieren, weil diese Bänder ohne einen verbindend wirkenden Kontakt in das Walzwerk eingeführt werden und sich somit insbesondere zu Beginn des Walzplattierens relativ zueinander verschieben können. Die Einfädelung der beiden Bänder in das Walzwerk begründet deshalb eine Störungsquelle. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens gemäß DE 101 24 594 B4 ist durch eine Veränderung der Schichtdicke (Plattierungsbandstärke) und durch eine Anpassung der Stahlqualität des Plattierungsbandes gegeben. Diese Materialmerkmale des Plattierungsbandes können während der Produktion nämlich nicht flexibel eingestellt bzw. gewechselt werden.
Ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines Werkstoffverbundes in einer Walzanlage ist aus DE 10 2015 110 361 A1 bekannt, bei dem in einer Abfolge von mehreren Schritten ein Werkstoffverbund erzeugt wird. Zunächst erfolgt die Bereitstellung eines ersten Werkstücks und eines zweiten Werkstücks in Form eines provisorischen Verbunds. In einem anschließenden Schritt erfolgt ein Walzen des provisorischen Verbunds zur Bildung des Werkstoffverbundes, wobei zeitlich vor dem Walzen durch ein Vorwalzen eine flächige Verbindung zwischen dem ersten Werkstück und dem zweiten Werkstück erzeugt wird. Ein Nachteil des Verfahrens gemäß DE 10 2015 110 361 A1 besteht darin, dass kein kontinuierlicher Walzprozess durchgeführt wird - stattdessen sind umfangreiche zeitintensive Teilarbeitsschritte erforderlich. Im Ergebnis ist eine kostengünstige Herstellung eines plattierten Bandes nicht geben. Zusätzlich sind aufwändige qualitätssichernde Maßnahmen erforderlich. Hierzu zählen die Reinigung der Datierungsfläche und die Maßnahme zur Verhinderung einer Oxidation bzw. Re- Oxidation der Plattierungsflächen, nämlich durch den bereits genannten Verfahrensschritt der Bildung eines provisorischen Verbundes durch das erste und zweite Werkstück.
Aus DE 102 46 887 A1 sind eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundmaterialbändern durch Verwendung eines Stahlbandes und ein entsprechendes Verfahren bekannt. Hierbei wird ein Stahlband, das als Trägermaterial dient, durch eine Isothermkammer kontinuierlich durchlaufend hindurchgeführt, wobei innerhalb der Isothermkammer durch einen sogenannten Gießer ein flüssiges Lager- bzw. Plattierungsmaterial auf das durchlaufende Stahlband aufgebracht wird. Hierbei wird innerhalb der Isothermkammer an den Seitenrändern des Stahlbandes je ein Schmelzbegrenzungsband angestellt, um ein seitliches Herunterlaufen des flüssigen Plattierungsmaterials zu vermeiden. Die Schmelzbegrenzungsbänder, die seitlich an das Stahlband angestellt werden, sind als umlaufende Endlosbänder ausgestaltet, wobei deren Umlaufgeschwindigkeit an eine Transportgeschwindigkeit des Stahlbands angepasst ist. Demgegenüber wird in diesem Dokument die Verarbeitung eines Stahlbandes, bei dem die Seitenränder vor dem Aufbringen eines flüssigen Plattierungsmaterials bereits hochgebördelt sind und entsprechend seitliche Schmelzbegrenzungsbänder für das Stahlband nicht erforderlich sind, nicht in Betracht gezogen. Jedenfalls sind bei der Technologie gemäß DE 102 46 887 A1 für das Verbundmaterialband, welches sich durch ein Erstarren des Plattierungsmaterials auf dem Trägermaterial in Form des Stahlbandes bildet, nach dessen Verlassen bzw. Austritt aus der Isothermkammer keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte vorgesehen, um die Verbindungsqualität des Plattierungsmaterials auf dem Stahl-Trägerband weiter zu verändern.
Aus US 2005/0269056 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
Aus WO 2004/033 129 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff von Anspruch 2 bekannt.
Aus US 3 620 880 A ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials bekannt. Bei einer Ausführungsform dieser Vorrichtung werden zwei aus Metall bestehende Materialschichten übereinander gebracht und im Anschluss daran mithilfe eines Walzgerüsts zusammengewalzt. In Bezug auf eine Zufuhr der oberen Materiallage verhält es sich so, dass hierfür bereits eine ausreichende Verfestigung eingetreten ist, damit sie von oben her in einer gewünschten Positionierung auf die untere Materiallage aufgebracht werden kann.
DE 10 2010 026245 A1 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen von Warmband mittels Bandgießen mit über den Bandquerschnitt einstellbaren Werkstoffeigenschaften. Hierbei werden zwei Schmelzen mit unterschiedlicher Legierungszusammensetzung auf ein umlaufendes Gießband aufgeben, wobei durch den Einsatz eines elektromagnetischen Querrührers der Grad der Vermischung dieser beiden Schmelzen, bevor es zu einer Erstarrung kommt, variabel eingestellt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die kontinuierliche Herstellung eines Metallbandes in Form eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials wirtschaftlicher zu gestalten und die Verbindungsqualität der hierzu verwendeten Werkstoffe bzw. Materialpartner mit einfachen Mitteln zu optimieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und Anspruch 2 und durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 22 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren nach der vorliegenden Erfindung dient zur kontinuierlichen Herstellung eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials, und umfasst folgende Schritte:

(i) Bereitstellen eines kontinuierlich in einer Transportrichtung bewegten Trägermaterials, das aus einem Grundwerkstoff aus Stahl besteht und im Querschnitt eine mittige Oberfläche aufweist, die beidseitig von überhöhten Seitenrändern begrenzt ist, und
(ii) Aufbringen zumindest eines aus einem Plattierungswerkstoff bestehenden flüssigen Plattierungsmaterials von oben auf die Oberfläche des bewegten Trägermaterials zwischen den überhöhten Seitenrändern, wobei sich durch Erstarren des flüssigen Plattierungsmaterials auf dem Trägermaterial ein geschlossener Verbund bildet.

Das Trägermaterial wird in Schritt (i) mit einer ersten Gießmaschine als kontinuierlicher Strang aus schmelzflüssigem Stahl erzeugt, wobei sich aus dem mit der ersten Gießmaschine erzeugten Strang durch Erstarren eine Dünnbramme bildet. Anschließend wird in einem Schritt (iii) der geschlossene Verbund gebildet aus dem Trägermaterial und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial einem Warmwalzen unterzogen, so dass damit kontinuierlich durch Walzplattieren ein einziges bandförmiges Verbundmaterial bzw. Warmband entsteht, das aus dem Grundwerkstoff und dem Plattierungswerkstoff besteht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient zur kontinuierlichen Herstellung eines Metallbandes in Form eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials, und umfasst folgende Schritte:

(i) Bereitstellen eines kontinuierlich in einer Transportrichtung bewegten Trägermaterials, das aus einem Grundwerkstoff aus Stahl besteht, und
(ii) Aufbringen zumindest eines aus einem Plattierungswerkstoff bestehenden flüssigen Plattierungsmaterials von oben auf eine Oberfläche des bewegten Trägermaterials zwischen Seitenbegrenzungseinrichtungen, die an Seitenrändern des Trägermaterials formschlüssig angestellt werden, um damit eine temporäre formschlüssige Seitenkantenerhöhung an den Seitenrändern des Trägermaterials zu bilden, wobei sich durch Erstarren des flüssigen Plattierungsmaterials auf dem Trägermaterial ein geschlossener Verbund bildet.

Das Trägermaterial wird in Schritt (i) mit einer ersten Gießmaschine als kontinuierlicher Strang aus schmelzflüssigem Stahl erzeugt, wobei sich aus dem mit der ersten Gießmaschine erzeugten Strang durch Erstarren eine Dünnbramme bildet. Anschließend wird in einem Schritt (iii) für den geschlossenen Verbund gebildet aus dem Trägermaterial und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial ein Warmwalzen durchgeführt, so dass damit kontinuierlich durch Walzplattieren ein einziges bandförmiges Verbundmaterial bzw. Warmband entsteht, das aus dem Grundwerkstoff und dem Plattierungswerkstoff besteht.
In gleicher Weise sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Metallbandes in Form eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials vor. Diese Vorrichtung umfasst eine erste Gießmaschine, mit der ein kontinuierlicher Strang aus einem Grundwerkstoff bestehend aus Stahl erzeugt wird, wobei sich aus diesem Strang durch Erstarren eine in einer Transportrichtung bewegte Dünnbramme bildet, und zumindest ein Walzgerüst, das in Linie mit der ersten Gießmaschine und stromabwärts hiervon angeordnet ist, wobei die durcherstarrte Dünnbramme des mit der ersten Gießmaschine erzeugten Strangs mit diesem Walzgerüst warmgewalzt werden kann. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren zumindest eine zweite Gießmaschine, mit der ein aus einem Plattierungswerkstoff bestehendes flüssiges Plattierungsmaterial von oben auf eine Oberfläche eines Trägermaterials in Form der durcherstarrten Dünnbramme aufbringbar ist, wobei die zweite Gießmaschine - in der Transportrichtung der Dünnbramme gesehen - stromaufwärts des Walzgerüstes angeordnet ist. Hierbei ist das Walzgerüst als Walzplattierungseinrichtung ausgebildet, mittels der ein geschlossener Verbund gebildet aus der Dünnbramme und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial warmgewalzt werden kann, so dass damit kontinuierlich durch Walzplattieren ein einziges bandförmiges Verbundmaterial entsteht, das aus dem Grundwerkstoff und dem Plattierungswerkstoff besteht. Die erste Gießmaschine ist als Bandgießmaschine mit einem bewegten Transportband ausgebildet, wobei angrenzend zum Transportband zumindest eine elektromagnetische Querrühreinrichtung vorgesehen ist, mit der in dem Grundwerkstoff bestehend aus flüssigem Stahl, der auf das bewegte Transportband ausbringbar ist, Strömungen in Querrichtung zum Transportband erzeugt werden können, so dass sich hierdurch für die Dünnbramme die sich durch Erstarren des schmelzflüssigen Stahls bildet, überhöhte Seitenränder bilden.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die nachstehenden Aspekte wie folgt zu verstehen:

Bei einer "Dünnbramme" handelt es sich um einen gegossenen Strang aus Metall, der bereits weitgehend vollständig durcherstarrt ist, so dass ein späteres Walzen dieser Dünnbramme möglich ist, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass noch flüssige Anteile des Metalls aus dem Innern nach außen herausgequetscht werden. Eine solche Dünnbramme dient als Trägermaterial für ein darauf aufgebrachtes flüssiges Plattierungsmaterial, und kann als ein Endlos-Profil ausgebildet sein, das mittels der ersten Gießmaschine hergestellt bzw. gegossen wird, z.B. durch Stranggießen oder mit einer Bandgießmaschine, auch als BCT (Belt Casting Technology) - Maschine bekannt. In Entsprechung der Gießrichtung des Stranges wird die daraus durch Erstarren gebildete Dünnbramme in einer Transportrichtung bewegt.
Das Attribut "warm", das im Zusammenhang mit dem Warmwalzen gemäß Schritt (iii) des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. mit der Walzplattierungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannt ist, bezieht sich auf die Temperatur der bei diesem Warmwalzen walzplattierten Materialpartner, und ist dahingehend zu verstehen, dass diese Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur der verwendeten Metallwerkstoffe (z.B. 720°C für Stahl) liegt. Jedenfalls empfiehlt sich für das Trägermaterial, welches aus einem Grundwerkstoff aus Stahl besteht, dass es vor dem Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials eine Temperatur von zumindest 600 °C, vorzugsweise von zumindest 900 °C, aufweist.

Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass hiermit ein "Gießwalzplattieren" realisiert wird, bei dem es sich um eine Kombination der einzelnen Prozessschritte Gießplattieren und Walzplattieren handelt, die nunmehr nacheinander in einem kontinuierlichen Prozessablauf auf einer hierzu angepassten Gießwalzanlage durchgeführt werden. Im Einzelnen erfolgt das Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials auf das Trägermaterial stets kontinuierlich und von oben, ggf. auch mehrfach, so dass mit der vorliegenden Erfindung nicht nur ein zweischichtiges Warmband, sondern auch ein solches Warmband mit drei oder ggf. noch mehr Schichten erzeugt werden kann. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dem Grundwerkstoff, aus dem das Trägermaterial und die hieraus gebildete Dünnbramme erzeugt wird, stets um Stahl (z.B. Kohlenstoff-Stahl) oder um rostfreien Stahl (z.B. austenitischer Stahl, ferritischer Stahl) handelt. Bei dem Plattierungswerkstoff, der für das flüssige Plattierungsmaterial verwendet wird, welches auf das Trägermaterial aufgebracht wird, kann es sich um Stahl (z.B. Kohlenstoff-Stahl) oder um rostfreien Stahl (z.B. austenitischer Stahl, ferritischer Stahl) handeln, wobei dann der Grundwerkstoff und der Plattierungswerkstoff aus jeweils verschiedenen rostfreien Stählen bestehen. Alternativ hierzu ist es auch möglich, für den Plattierungswerkstoff Nichteisen-Metalle (z.B. Aluminium oder Kupfer) oder auch Nickel-Legierungen zu verwenden.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein kontinuierlicher Prozessablauf erreicht, mit dem ein mehrschichtiges Warmband bzw. Warmblech hergestellt wird. Hierzu kann in eine bereits bestehende Gießwalzanlage (z.B. eine CSP-Anlage) vor einer Vorwalzgerüstgruppe (d.h. in der Transportrichtung des gegossenen Strangs und der hieraus durch Erstarren gebildeten Dünnbramme gesehen stromaufwärts der Vorwalzgerüstgruppe) zumindest eine weitere Gießmaschine (z.B. die zweite Gießmaschine) integriert oder nachgerüstet werden. Diese Gießmaschine erfüllt hierbei für das flüssige Plattierungsmaterial, welches wie erläutert von oben auf das Trägermaterial aufgebracht wird, die Funktion einer Schmelze-Aufgabevorrichtung. Entsprechend können mit einer solcherart modifizierten Gießwalzanlage Warmbänder mit mindestens zwei Schichten, oder ggf. auch mit mehr als zwei Schichten, erzeugt werden, die aus dem Trägermaterial und dem zumindest einem Plattierungsmaterial gebildet sind.
Eine kontinuierliche Bereitstellung des Trägermaterials ("Endless-Betrieb") wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung dadurch gewährleistet, dass das Trägermaterial in Schritt (i) mit einer ersten Gießmaschine als Strang aus Stahl kontinuierlich erzeugt wird. Durch Erstarren bildet sich aus diesem Strang dann eine Dünnbramme, auf deren Oberfläche anschließend das flüssige Plattierungsmaterial von oben aufgebracht wird. Die erste Gießmaschine zur Erzeugung des kontinuierlichen Strangs für das Trägermaterial kann nach dem Prinzip des Stranggießens funktionieren, wobei eine Kokille mit Wänden vorgesehen ist, zwischen denen der Grundwerkstoff als Flüssigmetall von oben eingefüllt wird und nach unten durch eine Öffnung der Kokille in ein Strangführungssystem mit einer Kühlung austritt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann es sich bei ersten Gießmaschine um eine Senkrecht-Abbiegeanlage (Abbiegen des Strangs nach dessen Durcherstarrung, oder Abbiegen des nicht-durcherstarrten Strangs mit Hilfe von Führungssegmenten), Bogen-Stranggießanlage, Oval-Stranggießanlage handeln. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die erste Gießmaschine als Bandgießmaschine (BCT-Maschine) mit einem bewegten Transportband ausgebildet ist, wobei der Grundstoff in Form des schmelzflüssigen Stahls auf das Transportband vergossen bzw. aufgebracht wird und sich anschließend durch Erstarren zu einer Dünnbramme bildet.
Falls die erste Gießmaschine als Bandgießmaschine mit einem bewegten Transportband ausgebildet ist, lassen sich nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die überhöhten Seitenränder für die Dünnbramme dadurch ausbilden, dass die Bandgießmaschine zumindest eine elektromagnetische Querrühreinrichtung aufweist, mit der in der auf das Transportband aufgebrachten Stahlschmelze eine Querströmung in Richtung der Seitenränder, d.h. eine Strömung in Querrichtung zum Transportband erzeugt wird. Diese Querströmung in Richtung der Seitenränder beeinflusst die Erstarrungskontur der Stahlschmelze, wodurch die überhöhten Seitenränder der durch Erstarren hieraus gebildeten Dünnbramme erzielt werden.
Im Zusammenhang mit dem Aufbringen eines flüssigen Plattierungsmaterials auf eine Oberfläche des Trägermaterials in Form der Dünnbramme kann bei den erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Seitenbegrenzungseinrichtungen, die formschlüssig an die Seitenränder der Dünnbramme angestellt werden, umlaufende Seitenbänder aufweisen, die um rotierende Führungsrollen herumgeführt sind. Zweckmäßigerweise ist die Drehzahl dieser Führungsrollen mit der Prozess- bzw. Transportgeschwindigkeit für die Dünnbramme synchronisiert, so dass zwischen einerseits der Dünnbramme und dem darauf aufgebrachten Plattierungsmaterial und andererseits den angestellten Seitenbändern keine Relativbewegung besteht. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Seitenbegrenzungseinrichtungen Führungslineale aufweisen, die in gleicher Weise seitlich an die Seitenränder der Dünnbramme angestellt werden. Jedenfalls erfolgt die Anstellung der Seitenbänder bzw. Führungslineale an die Seitenränder der Dünnbramme über hierzu geeignete Stelleinrichtungen, z.B. Hydraulikzylinder oder elektromotorische Antriebe.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Menge des flüssigen Plattierungsmaterials, das mit der zweiten Gießmaschine von oben auf das Trägermaterial aufgebracht wird, eingestellt bzw. geregelt werden. Hierdurch lässt sich die gewünschte Plattierungshöhe einstellen. Das durchlaufende bzw. in der Transportrichtung bewegte Trägermaterial in Form der Dünnbramme nimmt dann das flüssige Plattierungsmaterial im kontinuierlichen Durchlaufprozess entsprechend auf. Zweckmäßigerweise können die Bandbreite des Trägermaterials, die Bandgeschwindigkeit und die Kantenüberhöhung, die mit den angestellten Seitenbegrenzungseinrichtungen gewährleistet wird, als variable Prozessparameter dienen, in Abhängigkeit derer die Menge des auf das Trägermaterial aufgebrachten flüssigen Plattierungsmaterials eingestellt bzw. geregelt wird. Im Detail kann die Plattierungshöhe für das aufgebrachte flüssige Plattierungsmaterial über die eingestellte Mengenregulierung bis zur Obergrenze der Kantenüberhöhung erfolgen.
Die Qualität einer Verbindung von zumindest zwei Materialpartnern (Trägermaterial, und zumindest ein Plattierungsmaterial), aus denen das gewünschte bandförmige Verbundmaterial kontinuierlich hergestellt wird, kann weiter dadurch verbessert werden, dass der geschlossene Verbund, der sich im Verlauf des Schritts (ii) durch Erstarren des Plattierungsmaterials auf dem Trägermaterial bildet, in einer Schutzgas-Atmosphäre bzw. innerhalb eines geschlossenen inertisierbaren begrenzten Raums geführt wird. Hierzu ist eine Schutzgas-Einrichtung vorgesehen, die entweder Teil der zweiten Gießmaschine ist und/oder - in der Transportrichtung der Dünnbramme gesehen - stromabwärts von der zweiten Gießmaschine angeordnet ist. Falls der Grundwerkstoff und/oder der Plattierungswerkstoff aus Stahl oder aus einer Stahl-Legierung bestehen, wird hierdurch die Bildung von Zunder zumindest vermindert oder gar ausgeschlossen, und insoweit die Verbindungsqualität zwischen dem Trägermaterial und dem Plattierungsmaterial verbessert. Ergänzend und/oder alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Schutzgas-Einrichtung zwischen der ersten und zweiten Gießmaschine vorgesehen ist, wobei dann das Trägermaterial bereits vor dem Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials - dank der Schutzgas-Einrichtung - in einer inertisierten Umgebung in der Transportrichtung, nämlich in Richtung der zweiten Gießmaschine bewegt wird. Hierdurch wird eine Re-Oxidation oder ein Verzundern an der Oberfläche des Trägermaterials bzw. der Dünnbramme verhindert. Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass eine Reinigungseinrichtung (z.B. mechanisches Reinigen, oder Entzundern mit Hochdruckwasser) innerhalb der zuletzt genannten Schutzgas-Einrichtung aufgenommen ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist - in Transportrichtung der Dünnbramme gesehen - stromabwärts von der zweiten Gießmaschine eine Erstarrungsstrecke vorgesehen. Zweckmäßigerweise ist die Länge dieser Erstarrungsstrecke auf die Transportgeschwindigkeit der Dünnbramme angepasst, und stimmt vorzugsweise mit der Längserstreckung der vorstehend genannten Schutzgas-Einrichtung überein. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Verbund gebildet aus dem Trägermaterial in Form der Dünnbramme und dem darauf aufgebrachten Plattierungsmaterial innerhalb der Schutzgas-Einrichtung zumindest solange geführt wird, bis das Plattierungsmaterial vollständig auf der Oberfläche der Dünnbramme erstarrt ist.
Das Verbinden der einzelnen Materialpartner (Trägermaterial, und zumindest ein Plattierungsmaterial) beim Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials auf das Trägermaterial gemäß Schritt (ii) wird dadurch optimiert, wenn das Trägermaterial vor dem Schritt (ii) nochmals geeignet erwärmt wird, z.B. auf eine Temperatur von 900°C. Hierdurch wird die Bildung eines geschlossenen Verbunds gebildet aus dem Trägermaterial und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial verbessert, der durch Verschmelzung, Teilverschmelzung, Anhaftung bzw. eine lückenlose Auftragung des Plattierungswerkstoffs mit bzw. an der Oberfläche des Trägermaterials in Form der Dünnbramme erreicht wird. Ergänzend und/oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der Dünnbramme vor dem Schritt (ii) gereinigt wird, vorzugsweise durch eine mechanische Reinigungseinrichtung, z.B. durch Strahlen, Bürsten, Schleifen, Hobeln, Fräsen oder dergleichen. Beispielsweise können für die Reinigung der Oberfläche der Dünnbramme rotierende Bürsten vorgesehen sein. Das Vorsehen einer mechanischen Reinigung der Oberfläche der Dünnbramme vor dem Schritt (ii) hat im Vergleich z.B. zu einem Entzundern mittels Wasser unter Hochdruck den Vorteil, dass sich dabei die Temperatur der Dünnbramme an deren Oberfläche weniger vermindert.
Das Walzplattieren der einzelnen Materialpartner (Trägermaterial, und zumindest ein Plattierungsmaterial) mittels des Warmwalzens in Schritt (iii) bzw. durch die Walzplattierungseinrichtung wird dadurch optimiert, dass der geschlossene Verbund gebildet aus dem Trägermaterial und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial vor dem Schritt (iii), d.h. stromaufwärts der Walzplattierungseinrichtung, nochmals gezielt erwärmt wird. Zu diesem Zweck kann eine induktive Heizung, eine elektrische Heizung oder eine thermische Heizung vorgesehen sein, mit welcher der geschlossene Verbund in Wechselwirkung gebracht oder dort hindurchgeführt wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine mehrfache Schichtung von Plattierungsmaterial auf dem Trägermaterial in Form der Dünnbramme durchgeführt wird. Hierzu wird auf den geschlossenen Verbund, der sich aus dem aus dem Trägermaterial und dem darauf bereits erstarrten Plattierungsmaterial gebildet hat, dann ein weiteres aus einem Plattierungswerkstoff bestehendes flüssiges Plattierungsmaterial aufgebracht. Hierdurch wird kontinuierlich ein mehrschichtiges bandförmiges Verbundmaterial mit zumindest drei Schichten erzeugt. Dies bedeutet, dass das weitere flüssige Plattierungsmaterial von oben auf das bereits zuvor erstarrte Plattierungsmaterial aufgebracht wird. Falls das weitere Plattierungsmaterial auf den zuvor gebildeten geschlossenen Verbund stromaufwärts der Walzplattierungseinrichtung aufgebracht wird, kann der erste Stich bzw. das Walzplattieren gemäß Schritt (iii) des erfindungsgemäßen Verfahrens für bzw. mit insgesamt drei Lagen durchgeführt werden, die aus dem Trägermaterial in Form der Dünnbramme und den darauf erstarrten Schichten des Plattierungsmaterials bestehen.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, ein weiteres Plattierungsmaterial erst nach dem ersten Stich gemäß Schritt (iii), bzw. stromabwärts der Walzplattierungseinrichtung, auf das kontinuierlich erzeugte bandförmige Verbundmaterial von oben aufzubringen. Dies bedeutet, dass dann für das in der Transportrichtung bewegte Trägermaterial die Schritte (ii) und (iii) des erfindungsgemäßen Verfahrens wiederholt durchgeführt werden, vorzugsweise - wie erläutert - innerhalb einer Schutzgas-Atmosphäre, wobei ein geschlossener Verbund, der sich aus dem mit erstmaliger Durchführung des Schritts (iii) erzeugten Verbundmaterial und dem dann darauf aufgebrachten weiteren Plattierungsmaterial gebildet hat, anschließend bei der wiederholten Durchführung des Schritts (iii) zu einem einzigen bandförmigen Verbundmaterial mit drei Schichten walzplattiert wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das kontinuierlich erzeugte bandförmige Verbundmaterial im Anschluss an den Schritt (iii) bzw. stromabwärts einer Walzplattierungseinrichtung, die unmittelbar an die Zusammenführungseinrichtung angrenzt, durchtrennt bzw. vereinzelt wird. Entsprechend kann das erzeugte mehrschichtige Band dann über weitere Prozessschritte bearbeitet werden, z.B. Besäumung der Bandkanten, Kaltwalzen, Feuerverzinkung, Beschichtung. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass eine Ofen- bzw. Heizeinrichtung, in der Funktion eines Halteofens, z.B. zwischen der Vorwalzstrasse bzw. der Walzplattierungseinrichtung und der Fertigwalzstrasse angeordnet sein kann, um ggf. einen Batch-Betrieb zu ermöglichen. Dies ist für den Fall von Vorteil, wenn eine Entkopplung der Gießgeschwindigkeit von der Geschwindigkeit, mit der das erzeugte Verbundmaterial z.B. in der Fertigwalzstrasse bearbeitet wird, gewünscht ist. Ein Durchtrennen des erzeugten Verbundmaterials mittels einer Trenneinrichtung zwischen der Vorwalzstrasse und der Fertigwalzstrasse macht dies möglich.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen aus folgenden Aspekten:

Flexible Erzeugung eines mehrschichtigen Verbundmaterials;
Energetisch günstiges Produktionsverfahren;
Hohe Produktionsflexibilität;
Höhere Produktionsleistung und verbesserte Wirtschaftlichkeit, auf Grundlage eines möglichen Endless-Betriebs und einer Reduzierung von vorzubereitenden Materialien;
Herstellbarkeit von Stahl- bzw. Warmbändern in unterschiedlicher Güten und Abmessungen;
Erweiterung der zu produzierenden Stahlsorten bzw. Warmbänder, und
Nachträgliche Integration/Modernisierung in eine(r) bereits bestehende CSP-Anlage (oder ein anderes kontinuierliches Inline-Verfahren zur Band-/Blecherzeugung) möglich.

Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine prinzipielle Seitenansicht einer Vorrichtung, die als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, jedoch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist,
Fig. 2: eine prinzipielle Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform, die als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, jedoch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist,
Fig. 3: eine vergrößerte prinzipielle Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 1 bzw. Fig. 2, mit einem Stauchwalzgerüst und einer daran stromabwärts hiervon angeordneten Gießmaschine, die jeweils Bestandteil der Vorrichtung sind,
Fig. 4: eine Draufsicht auf die in Fig. 3 gezeigten Komponenten,
Fig. 5: eine Querschnittsansicht eines Trägermaterials, das mit der Vorrichtung von Fig. 1 bzw. Fig. 2 verarbeitet wird,
Fig. 6: eine Querschnittsansicht des Trägermaterials von Fig. 5, mit überhöhten Seitenrändern,
Fig. 7: eine Querschnittsansicht des Trägermaterials von Fig. 6, in Kontakt mit Stauchwalzen eines Stauchwalzgerüsts von Fig. 3 bzw. Fig. 4,
Fig. 8: Querschnittsansichten des Trägermaterials von Fig. 5 nach bzw. vor dem plastischen Stauchen von dessen Seitenrändern,
Fig. 9: eine prinzipielle Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 1 bzw. Fig. 2,
Fig. 9a-9c: Querschnittsansichten des Trägermaterials, zu verschiedenen Zeitpunkten bei der Bearbeitung gemäß Fig. 9,
Fig. 10: eine prinzipielle Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform, die als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, jedoch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist,
Fig. 11: eine prinzipielle Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform, die als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung
Fig. 12: ist, jedoch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, eine prinzipielle Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 13: eine vergrößerte prinzipielle Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 12,
Fig. 14: eine Draufsicht auf die in Fig. 13 gezeigten Komponenten,
Fig. 15-17: Querschnittsansichten eines Trägermaterials, das mit der Vorrichtung von Fig. 12 verarbeitet wird,
Fig. 18: eine nochmals vergrößerte Querschnittsansicht des Trägermaterials von Fig. 16 bzw. 17,
Fig. 19: eine vergrößerte prinzipielle Seitenansicht eines weiteren Teils der Vorrichtung von Fig. 12,
Fig. 19a-19c: Querschnittsansichten des Trägermaterials, zu verschiedenen Zeitpunkten bei der Bearbeitung gemäß Fig. 19,
Fig. 20: eine prinzipielle Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 21: eine prinzipielle Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform, die als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, jedoch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist,
Fig. 22: eine vergrößerte prinzipielle Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 21, mit einer zweiten Gießmaschine, die Bestandteil der Vorrichtung ist,
Fig. 23: eine Draufsicht auf die in Fig. 22 gezeigten Komponenten der Vorrichtung,
Fig. 24-28: jeweils Querschnittsansichten eines Trägermaterials, das mit der Vorrichtung von Fig. 21 verarbeitet wird,
Fig. 29: eine prinzipielle Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform, die als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, jedoch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, und
Fig. 30: eine prinzipielle Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform, die als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, jedoch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 30 bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 und Komponenten hiervon erläutert, wobei diese Vorrichtung 10 zur kontinuierlichen Herstellung eines Metallbands in Form eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials 11 dient. Wie vorstehend bereits erläutert, gehört eine Vorrichtung als solche gemäß der Fig. 1-11 und gemäß der Fig. 21-30 nicht zur vorliegenden Erfindung, ist jedoch zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet. Gleiche Merkmale in der Zeichnung sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. An dieser Stelle wird gesondert darauf hingewiesen, dass die Zeichnung lediglich vereinfacht und insbesondere ohne Maßstab dargestellt ist.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Vorrichtung 10 gliedern sich in drei Konzepte, nämlich Konzept I (Fig. 1-11), Konzept II (Fig. 12-20) und Konzept III (Fig. 21-30).
In der Fig. 1 ist eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht der Vorrichtung 10 nach einer ersten Ausführungsform des ersten Konzepts I gezeigt.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine erste Gießmaschine 12, mit einer Kokille 14. Mit der Gießmaschine 12 wird Flüssigmetall (Stahl) - als Grundwerkstoff - von oben zwischen den Wänden der Kokille 14 eingefüllt, wobei anschließend der Grundwerkstoff durch eine Öffnung der Kokille 14 als kontinuierlicher Strang 13 in ein Strangführungssystem 15 mit Kühlung austritt. Durch Erstarren bildet sich aus dem Strang 13 dann eine Dünnbramme 16, die in einer Transportrichtung T (im Bildbereich von links nach rechts) über eine Rollgangsführung der Vorrichtung 10 bewegt bzw. transportiert wird. Die Vorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine zweite Gießmaschine 20 und - in Fig. 1 symbolisch durch gestrichelte Linien angedeutet - eine Schutzgas-Einrichtung 26, die Teil der zweiten Gießmaschine 20 ist bzw. - in der Transportrichtung T gesehen - stromabwärts hiervon angeordnet ist. Im Anschluss an die zweite Gießmaschine 20 ist eine Erstarrungsstrecke E vorgesehen, deren Länge mit einer Längserstreckung der Schutzgas-Einrichtung 26 entlang der Transportrichtung T übereinstimmen kann.
Im Anschluss an die zweite Gießmaschine 20 bzw. stromabwärts hiervon umfasst die Vorrichtung 10 zunächst eine Erwärmungseinrichtung 27, die als Induktionsheizung ausgeführt sein kann, und anschließend zumindest ein Walzgerüst in Form einer Walzplattierungseinrichtung 22.1, die Teil einer Vorwalzstraße 23 ist. Mit dem Bezugszeichen "22.i" ist angedeutet, dass die Vorwalzstraße 23 weitere Walzplattierungseinrichtungen umfassen kann. Die in Fig. 1 gezeigte Anzahl von zwei Walzplattierungseinrichtungen für die Vorwalzstraße 23 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Im Anschluss an die Vorwalzstraße 23 umfasst die Vorrichtung 10 eine Fertigwalzstraße 24, wobei die Anzahl der hier gezeigten vier Walzgerüste ebenfalls lediglich beispielhaft zu verstehen ist und auch größer oder kleiner als vier sein kann.
Stromabwärts der Fertigwalzstraße 24 ist dann eine Kühlstrecke 36 vorgesehen, gefolgt von einer Schere 37, und schließlich einer Haspeleinrichtung 38 zum Aufwickeln eines mit der Vorrichtung 10 erzeugten kontinuierlichen bandförmigen Verbundmaterials 11.
Zwischen dem Strangführungssystem 15 und der zweiten Gießmaschine 20 sind ggf. eine Entzunderungseinrichtung 29 (zur Reinigung der Dünnbramme 16, die sich durch Erstarren aus dem kontinuierlichen Strang 13 gebildet hat), eine weitere Erwärmungseinrichtung 27 (z.B. induktiv oder thermisch) und eine weitere Reinigungseinrichtung 28 angeordnet. Die Reinigungseinrichtung 28 funktioniert vorzugsweise rein mechanisch und ist z.B. in Form von rotierenden Bürsten ausgebildet.
Zur Behebung von möglichen Störungen im Gießprozess kann die Vorrichtung 10 Trenneinrichtungen 35 (z.B. in Form von Trommelscheren) aufweisen, z.B. zwischen der Vorwalzstraße 23 und der Fertigwalzstraße 24 und/oder unmittelbar im Anschluss an das bogenförmige Strangführungssystem 15.
Der vorstehend erläuterte Aufbau der Vorrichtung 10 und die Anordnung von deren Komponenten nach dem ersten Konzept I beruhen im Wesentlichen auf einer herkömmlichen Gießwalzanlage (vgl. Fig. 31), und kommen - mit Ausnahme der ersten Gießmaschine 12 - ebenfalls bei der Vorrichtung 10 nach dem zweiten Konzept II (vgl. z.B. Fig. 12) zum Einsatz. Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung darin besteht, dass in einer solchen herkömmlichen Gießwalzanlage nunmehr zumindest eine zweite Gießmaschine 20 integriert bzw. ergänzt ist, z.B. stromaufwärts der Vorwalzstraße 23 und deren Walzplattierungseinrichtung 22.1.
Die Vorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 umfasst ein Stauchwalzgerüst 25, das - in der Transportrichtung T gesehen - stromaufwärts der zweiten Gießmaschine 20 angeordnet ist. Die Funktionsweise und der Einsatzzweck dieses Stauchwalzgerüsts 25 sind nachstehend noch gesondert erläutert. Stromaufwärts des Stauchwalzgerüsts 25 umfasst die Vorrichtung 10 eine weitere Erwärmungseinrichtung 27, z.B. in Form einer Induktionsheizung, und eine Reinigungseinrichtung 28, die vorzugsweise mechanisch funktioniert und z.B. in Form von rotierenden Bürsten ausgebildet ist.
Fig. 2 zeigt eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht der Vorrichtung 10 nach einer zweiten Ausführungsform des ersten Konzeptes I. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform von Fig. 1 sind hierbei zwischen dem Stauchwalzgerüst 25 und der zweiten Gießmaschine 20 eine weitere Erwärmungseinrichtung 27 und eine insbesondere mechanische Reinigungseinrichtung 28 angeordnet. Die übrigen Anlagenkomponenten der Vorrichtung 10 bei der zweiten Ausführungsform von Fig. 2 entsprechen ohne Änderung den Komponenten der ersten Ausführungsform, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterungen zu Fig. 1 verwiesen werden darf.
Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:
Zunächst wird flüssiger Stahl, als Grundwerkstoff, mit der ersten Gießmaschine 12 zu einem kontinuierlichen Strang 13 vergossen, aus dem sich nach dem Austreten aus dem gekühlten Strangführungssystem 15 im weiteren Verlauf dann eine Dünnbramme 16 bildet, die auf der Rollgangsführung der Vorrichtung 10 in der Transportrichtung T bewegt wird. Nachdem der Strang 13 am Ende der Rollgangsführung in die Horizontale überführt worden ist, wird die daraus gebildete Dünnbramme 16 zunächst mit der Entzunderungseinrichtung 29 gereinigt, z.B. mit Wasser unter Hochdruck. Sodann wird die Dünnbramme 16 mit der Erwärmungseinrichtung 27 erneut erwärmt, und anschließend durch die Reinigungseinrichtung 28 nochmals gereinigt, z.B. durch den Einsatz von Bürsten, die von oben mit der Oberfläche der Dünnbramme 16 in Kontakt gebracht werden. Jedenfalls wird durch den Einsatz der - in Transportrichtung T gesehen - stromaufwärts der zweiten Gießmaschine 20 angeordneten Erwärmungseinrichtung 27 gewährleistet, dass die Dünnbramme 16, wenn sie schließlich die zweite Gießmaschine 20 erreicht und unterhalb dieser hindurchgeführt wird, eine Temperatur von zumindest 600 °C, vorzugsweise von zumindest 900 °C aufweist.
Sobald die Dünnbramme 16 das Stauchwalzgerüst 25 erreicht hat (vgl. Fig. 3, Fig. 4), gelangen die Seitenränder 18 der Dünnbramme 16 seitlich in Kontakt mit den Stauchwalzen 25s des Stauchwalzgerüsts 25. Entsprechend werden die beiden Seitenränder 18 der Dünnbramme 16 plastisch verformt und dadurch überhöht. Diese Formveränderung für die Dünnbramme 16 ist aus einem Vergleich der Fig. 5 und Fig. 6 ersichtlich, in denen die Dünnbramme 16 jeweils vor und nach dem plastischen Verformen der Seitenränder 18 gezeigt ist. Jedenfalls ist für die vorliegende Erfindung von Bedeutung, dass sich nach dem plastischen Verformen der überhöhten Seitenränder 18h (vgl. Fig. 6) dazwischen eine Oberfläche 17 ausbildet, die - im Querschnitt gesehen - von den beiden überhöhten Seitenrändern 18h seitlich begrenzt wird.
Fig. 7 verdeutlicht eine mögliche Ausgestaltung des Stauchwalzgerüsts 25, wobei ein Neigungswinkel a der Längsachsen L der beiden Stauchwalzen 25s relativ zu einer Horizontalen H eingestellt werden kann. Wie in Fig. 7 beispielsweise gezeigt, sind somit die Stauchwalzen 25s mit ihrer Längsachse L schräg an die Dünnbramme 16 angestellt, so dass sich dadurch die Profilierung der überhöhten Seitenränder 18 wie in Fig. 6 gezeigt ergibt.
Alternativ zur Darstellung von Fig. 7 kann auch vorgesehen sein, dass die Stauchwalzen 25s mit ihrer Aussenumfangsfläche kegelförmig ausgebildet sind, wobei eine Längsachse L der Stauchwalzen 25s vertikal verläuft. Hierdurch können ebenfalls die überhöhten Seitenränder 18h der Dünnbramme 16 erzeugt werden, wie in Fig. 6 dargestellt.
Die Formveränderung, die sich für die Dünnbramme 16 nach einem Durchlaufen durch das Stauchwalzgerüst 25 ergibt, ist in der Querschnittsansicht von Fig. 8 nochmals veranschaulicht. Im oberen Teil der Fig. 8 ist die Dünnbramme 16 nach dem plastischen Verformen gezeigt, wobei die Dünnbramme 16 im unteren Teil der Darstellung von Fig. 8 vor dem Stauchen gezeigt ist. Die Dünnbramme 16 hat im Bereich ihrer mittigen Oberfläche 17 eine Höhe bzw. Dicke, welche mit "d" bezeichnet ist. Durch die plastische Verformung der Seitenränder 18 wird eine Kantenhöhe k erzielt, wobei sich eine sog. Kantenüberhöhung bestimmt aus der Differenz des Abstands k (zwischen der obersten Stelle der Erhöhung zur Unterseite der Dünnbramme 16, nach dem Stauchen) und der genannten Dicke d der Dünnbramme 16. Ausweislich der Darstellung in Fig. 8 gilt hierbei die Beziehung: k > d, wobei sich die Kantenüberhöhung bestimmt mit (k - d). Die solcher Art überhöhten Seitenränder der Dünnbramme 16 sind mit "18h" bezeichnet, wobei die Lage bzw. Position einer Oberkante der überhöhten Seitenränder 18h in der Fig. 8 mit "18p" kenntlich gemacht ist.
Die überhöhten Seitenränder 18h der Dünnbramme 16 können auch dadurch erzeugt werden, dass mehrere Stauchwalzgerüste 25 vorgesehen sind, die - in der Transportrichtung T gesehen - hintereinander angeordnet sind. Dies ist in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 10 und Fig. 11 für das Bezugszeichen 25 jeweils symbolisch vereinfacht mit den beiden Rechtecken angedeutet, die nebeneinander positioniert sind. Entsprechend werden dann die Seitenränder der Dünnbramme 16 durch diese Stauchwalzgerüste 25 mehrfach plastisch verformt, um im Ergebnis die gewünschte Kantenüberhöhung (k-d) für die Dünnbramme 16 an deren Seitenrändern zu erzielen.
Durch die aus der plastischen Verformung resultierende Formgebung der überhöhten Seitenränder 18h (vgl. Fig. 8) erhält die Dünnbramme 16 nunmehr für die weitere Bearbeitung innerhalb der Vorrichtung 10 die Funktion einer Wanne, in die hinein ein flüssiges Plattierungsmaterial eingebracht werden kann, wie nachstehend nun im Detail erläutert.
Fig. 9 zeigt prinzipiell vereinfacht einen Teil der Vorrichtung 10 von Fig. 1 bzw. von Fig. 2, nämlich für die zweite Gießmaschine 20 und die stromabwärts hiervon vorgesehene Erstarrungsstrecke E. Die zweite Gießmaschine 20 umfasst eine Mengeneinstellungseinrichtung 30, eine Pfanne 32 zur Aufnahme von aus einem Plattierungswerkstoff bestehenden flüssigen Plattierungsmaterials, einen Zwischenbehälter 31 (Tundish), und schließlich ein Schmelzeaufgabesystem 33, das unterhalb des Zwischenbehälters 31 eine Gießdüse 34 aufweist. Die Funktionsweise einer solchen Gießdüse 34 ist z.B. aus WO 2012/016922 A1 oder DE 10 2015 114 725 B3 bekannt, und deshalb an dieser Stelle nicht weiter im Detail erläutert.
In Fig. 9 ist die Schutzgas-Einrichtung 26 ebenfalls durch eine gestrichelte Linie symbolisch vereinfacht gezeigt. Hierbei ist von Bedeutung, dass die Schutzgas-Einrichtung 26 einen inertisierbaren begrenzten Raum zumindest für die zweite Gießmaschine 20 und die sich hieran anschließende Erstarrungsstrecke E bildet, was zu einer verbesserten Verbindungsqualität zwischen der Dünnbramme 16 und dem darauf aufgebrachten flüssigen Plattierungsmaterial führt. Hierbei kann eine Längserstreckung der Schutzgas-Einrichtung 26 - in der Transportrichtung T gesehen - mit der Länge der Erstarrungsstrecke E übereinstimmen.
Die heiße Dünnbramme 16 (z.B. mit einer Temperatur von 900°C, dank der Erwärmungseinrichtung 27) wird in der Transportrichtung T unterhalb des Schmelzeaufgabesystems 33 der zweiten Gießmaschine 20 vorbeigeführt, und dient hierbei als Trägermaterial, nämlich in dem Sinne, dass das flüssige Plattierungsmaterial durch die Gießdüse 34 auf die Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 aufgebracht wird. Ein seitliches Herunterströmen des aufgebrachten flüssigen Plattierungsmaterials von dem Trägermaterial 16 wird durch die überhöhten Seitenränder 18h verhindert. Die Höhe bzw. die Menge, mit der flüssiges Plattierungsmaterial P-f auf die mittige Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 aufgebracht und somit hinein in die Wanne gefüllt wird, ist in der Fig. 8 mit der dort gezeigten Plattierungshöhe p symbolisiert.
Das Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials auf die Dünnbramme 16 an der Stelle, wo die Gießdüse 34 von oben her an der Dünnbramme 16 mündet, ist in der Draufsicht von Fig. 4 symbolisch durch einen Pfeil "P-f" angedeutet. Nachdem das flüssige Plattierungsmaterial P-f auf die Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 gelangt ist, setzt eine Erstarrung dieses Plattierungsmaterials ein, nämlich entlang der Erstarrungsstrecke E und innerhalb des inertisierten Raums der Schutzgas-Einrichtung 26.
In den Fig. 9a - 9c sind verschiedene Querschnittsansichten der Dünnbramme 16 gezeigt. In der Fig. 9a ist die Dünnbramme 16 zu einem Zeitpunkt dargestellt, bei dem sie an der zweiten Gießmaschine 20 eintrifft. Die Fig. 9b zeigt die Dünnbramme 16 zu einem Zeitpunkt, wenn flüssiges Plattierungsmaterial P-f "frisch" auf die mittige Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 zwischen den überhöhten Seitenrändern 18h aufgebracht worden ist und noch flüssig ist. Schließlich zeigt die Fig. 9c die Dünnbramme 16 am Ende der Erstarrungsstrecke E, wobei das Plattierungsmaterial nun im Wesentlichen vollständig erstarrt ist, was mit dem Bezugszeichen "P-e" bezeichnet ist. Hierbei ist die Grenzfläche zwischen der Dünnbramme 16 und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial P-e mit "K" bezeichnet, und durch eine strichpunktierte Linie symbolisiert.
Am Ende der Erstarrungsstrecke E hat sich aus dem Trägermaterial in Form der Dünnbramme 16 und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial P-e ein geschlossener Verbund gebildet, der in den Fig. 9 und Fig. 9c jeweils mit "21" bezeichnet ist.
Mittels der Mengeneinstellungseinrichtung 30 kann - ihrer Bezeichnung entsprechend - die Menge an flüssigem Plattierungsmaterial eingestellt bzw. geregelt werden, welches mit der zweiten Gießmaschine 21 auf die Dünnbramme 16 auf deren Oberfläche 17 aufgebracht wird. Hierzu kann die Mengeneinstellungseinrichtung 30 einen Druckraum mit einer variablen Vakuumeinstellung aufweisen, und/oder eine bewegliche Schieber- bzw. Stopfenstange, die z.B. innerhalb des Zwischenbehälters 31 vorgesehen ist. Die genannte variable Vakuumeinstellung für die Mengeneinstellungseinrichtung 30 ist z.B. aus EP 1 428 599 A1 bereits bekannt, und deshalb an dieser Stelle nicht weiter erläutert.
Für die weitere Bearbeitung des geschlossenen Verbunds 21, der wie erläutert aus dem Trägermaterial 16 und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial 18e gebildet ist, ist von Bedeutung, dass dieser geschlossene Verbund 21 stromabwärts der Erstarrungsstrecke E zunächst nochmals durch eine Erwärmungseinrichtung 27 erwärmt wird, und dann durch die Walzplattierungseinrichtung 22.1 mit einem ersten Stich warmgewalzt wird. Hierdurch bildet sich dann kontinuierlich durch Walzplattieren ein einziges bandförmiges Verbundmaterial 11, welches aus dem Grundwerkstoff und dem Plattierungswerkstoff besteht. Am Ende der Bearbeitungslinie der Vorrichtung 10 kann dieses Verbundmaterial 11 dann durch die Haspeleinrichtung 38 aufgecoilt werden.
Nachfolgend sind in Fig. 10 und Fig. 11 weitere Ausführungsformen für eine Vorrichtung 10 nach dem ersten Konzept I gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt und erläutert, mit denen eine mehrfache Schichtung von Plattierungsmaterial auf das Trägermaterial in Form der Dünnbramme 16 möglich ist, zur kontinuierlichen Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials 11 mit insgesamt drei (oder ggf. noch mehr) Schichten.
Fig. 10 zeigt eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung 10, deren Komponenten im Wesentlichen jenen der ersten Ausführungsform von Fig. 1 entsprechen, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterungen zu Fig. 1 verwiesen werden darf. Zusätzlich ist nun für die dritte Ausführungsform von Fig. 10 eine weitere Schmelze-Aufgabevorrichtung für flüssiges Plattierungsmaterial vorgesehen, nämlich in Form einer dritten Gießmaschine 40. In der Darstellung von Fig. 10 ist diese dritte Gießmaschine 40 prinzipiell vereinfacht innerhalb eines Kastens oberhalb der Rollgangsführung von Fig. 1 gezeigt. Diesbezüglich versteht sich, dass die dritte Gießmaschine 40 und die weiteren Komponenten, die innerhalb des besagten Kastens enthalten sind, an der Stelle der Rollgangsführung der Vorrichtung 10 angeordnet sind, die durch den senkrecht nach unten weisenden Pfeil angedeutet ist und - in der Transportrichtung T gesehen - stromaufwärts von der Walzplattierungseinrichtung 22.1 liegt.
Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 10 entsprechen die dritte Gießmaschine 40 und die hierzu vorgesehenen weiteren Komponenten (z.B. die Schutzgas-Einrichtung 26, und die Erstarrungsstrecke E) der zweiten Gießmaschine 20 der ersten bzw. zweiten Ausführungsform von Fig. 1 bzw. Fig. 2.
Die Anordnung der dritten Gießmaschine 40 bei der dritten Ausführungsform von Fig. 10 nach dem ersten Konzept I, nämlich stromaufwärts von der Walzplattierungseinrichtung 22.1, ist dahingehend zu verstehen, dass auf den geschlossenen Verbund 21, der sich aus dem Trägermaterial in Form der Dünnbramme 16 und dem durch die zweite Gießmaschine 20 aufgebrachten Plattierungsmaterial gebildet hat, dann vor dem ersten Stich gemäß Schritt (iii) weiteres Plattierungsmaterial von oben auf das zuvor erstarrte Plattierungsmaterial P-e aufgebracht wird. Dieses Aufbringen von weiterem Plattierungsmaterial erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie bereits zu Fig. 9 erläutert. Diesbezüglich ist zu verstehen, dass die Kantenüberhöhung (k - d) der überhöhten Seitenränder 18h der Dünnbramme 16 ausreichend groß ist, so dass dort nochmals weiteres Plattierungsmaterial eingebracht werden kann und nicht seitlich von der Dünnbramme 16 wegströmen kann. Im Anschluss daran wird dann für einen geschlossenen Verbund 41, der sich aus der Dünnbramme 16 und den beiden hierauf aufgebrachten erstarrten Plattierungsmaterialien 18e gebildet hat, mit der Walzplattierungseinrichtung 22.1 ein Warmwalzen in Form eines ersten Stichs durchgeführt, so dass hierdurch ein kontinuierliches bandförmiges Verbundmaterial 11 mit insgesamt drei Schichten erzeugt wird.
Fig. 11 zeigt eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht einer Vorrichtung 10 gemäß einer vierten Ausführungsform nach dem ersten Konzept I gemäß der vorliegenden Erfindung. In dem Kasten, der zur Vereinfachung oberhalb der Rollgangsführung der Vorrichtung 10 positioniert ist, sind die Komponenten für die vierte Ausführungsform der Vorrichtung 10 gezeigt, die im Vergleich z.B. zur Ausführungsform von Fig. 2 nunmehr zusätzlich vorgesehen sind. Hierbei handelt es sich - in gleicher Weise wie bei der dritten Ausführungsform von Fig. 10 - um eine dritte Gießmaschine 40, in Verbindung mit einer Schutzgas-Einrichtung 26 und der stromabwärts hiervon vorgesehenen Erstarrungsstrecke E. Für die vierte Ausführungsform von Fig. 11 ist von Bedeutung, dass die dritte Gießmaschine 40 - in der Transportrichtung T gesehen - stromabwärts von der Walzplattierungseinrichtung 22.1 angeordnet ist, wie durch den durchgehenden vertikal nach unten weisenden Pfeil angedeutet. Dies bedeutet, dass nun weiteres flüssiges Plattierungsmaterial P-f auf ein bandförmiges Verbundmaterial 11 aufgebracht wird, welches zuvor durch die Walzplattierungseinrichtung 22.1 bereits warmgewalzt bzw. walzplattiert worden ist. Um ein seitliches Herunterströmen des flüssigen Plattierungsmaterials, welches nun mit der dritten Gießmaschine 40 von oben auf eine Oberfläche des Verbundmaterials 11 aufgebracht wird, zu verhindern, ist stromaufwärts der dritten Gießmaschine 40 ein weiteres Stauchwalzgerüst 25 angeordnet, mit dem - wie analog zu den Fig. 5-7 bereits erläutert - die Seitenränder des Verbundmaterials 11 plastisch verformt werden können.
Optional kann für die vierte Ausführungsform von Fig. 11 vorgesehen sein, dass zwischen dem Stauchwalzgerüst 25 und der dritten Gießmaschine 40 (vgl. oberer Kasten in Fig. 11) noch eine weitere Erwärmungseinrichtung 27 und/oder eine insbesondere mechanische Reinigungseinrichtung 28 angeordnet sind. Jedenfalls wird dann ein geschlossener Verbund 21, der sich aus dem zuvor erzeugten Verbundmaterial 11 und dem darauf aufgebrachten erstarrten weiteren Plattierungsmaterial 18e gebildet hat, dann erneut ein Warmwalzen mittels einer stromabwärts von der dritten Gießmaschine 40 angeordneten Walzplattierungseinrichtung 22.1 durchgeführt, so dass damit durch Walzplattieren ein Verbundmaterial 11 mit nunmehr insgesamt drei Schichten erzeugt wird.
Ausweislich des in der Fig. 11 gezeigten gestrichelten Pfeils kann diese Ausführungsform auch dahingehend abgewandelt sein, dass die dritte Gießmaschine 40 und die damit in Wechselwirkung stehenden weiteren Komponenten (vgl. oberer Kasten) - in der Transportrichtung T gesehen - stromabwärts der Vorwalzstraße 23 angeordnet sind.
Nachfolgend sind weitere Ausführungsformen der Erfindung nach dem zweiten Konzept II anhand der Fig. 12-20 gezeigt und erläutert:
Fig. 12 zeigt eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht der Vorrichtung 10 nach einer ersten Ausführungsform des zweiten Konzepts II. Mit Ausnahme der ersten Gießmaschine 12 und des Stauchwalzgerüsts 25 entspricht hierbei die Anordnung von Komponenten entlang der Rollgangsführung der Vorrichtung 10 der Ausführungsform von Fig. 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf verwiesen werden darf.
Bei der ersten Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach dem zweiten Konzept II ist die erste Gießmaschine 12 in Form einer Bandgießmaschine 120 ausgebildet, die ein umlaufendes bzw. bewegtes Transportband 121 aufweist. Hierbei wird der vergossene Stahl unmittelbar nach dem Vergießen auf das Transportband 121 solcherart behandelt, dass sich im Querschnitt erhöhte Seitenränder einstellen, und deshalb ein Stauchwalzgerüst 25 wie bei der Fig. 1 vorgesehen nicht benötigt wird. Hierzu im Einzelnen:
Fig. 13 zeigt die Bandgießmaschine 120 und das hieran anschließende umlaufende Transportband 121 in einer vergrößerten Seitenansicht, wobei Fig. 14 eine Draufsicht von Fig. 13 zeigt. Ausweislich der Darstellung in Fig. 13 sind für das Transportband 121 insgesamt drei Rollen R vorgesehen, mit denen ein Umlaufen des Transportbands 121 realisiert wird. Die kleinere der beiden im Bildbereich links gezeigten Rollen sorgt für eine gleichmäßige Spannung des Transportbandes 121. Die seitliche Begrenzung der Bandgießmaschine 120 in einem Bereich oberhalb des Transportbandes 121 wird durch zwei horizontal umlaufende wassergekühlte Dammblockketten übernommen, die zur Vereinfachung in Fig. 13 nicht gezeigt sind.
Zwischen der Bandgießmaschine 120 und dem Beginn des Transportbandes 121 ist eine Aufgabevorrichtung 122 angeordnet, mit der flüssiger Stahl auf das Transportband 121 ausgebracht bzw. vergossen wird. Im Bereich dieser Aufgabevorrichtung 122 wird das Transportband 121 von unten durch (zur Vereinfachung nicht gezeigte) Spritzdüsen geeignet gekühlt. Zur weiteren Funktionsweise einer solchen Bandgießmaschine darf auf DE 10 2013 214 940 A1 verwiesen werden, auf deren Offenbarung hiermit umfassend Bezug genommen wird.
Die Darstellung von Fig. 13 verdeutlicht des Weiteren, dass entlang der Längserstreckung des Transportbandes 121 eine Erstarrungsstrecke E für die auf das Transportband 121 vergossene Stahlschmelze vorgesehen ist, ggf. in Verbindung mit einer Schutzgas-Einrichtung 126, in der das Transportband 121 aufgenommen sein kann.
Oberhalb des Transportbandes 121 ist zumindest eine elektromagnetische Querrühreinrichtung 123 (Fig. 13) angeordnet, umfassend einen ersten elektromagnetischen Querrührer 124 und einen angrenzend hierzu angeordneten zweiten elektromagnetischen Querrührer 125 (Fig. 14). Diese Querrührer 124, 125 bestehen jeweils aus einer Vielzahl von Spulen, die quer über dem Transportband 121 und der darauf vergossenen Stahlschmelze angeordnet sind. Durch das Hindurchleiten eines Stromes durch die jeweiligen Spulen wird ein Magnetfeld induziert, welches dazu dient, innerhalb des schmelzflüssigen Stahls eine Strömung zu den Seitenrändern hin, d.h. in Querrichtung zum Transportband 121 zu erzeugen.
Stromabwärts der beiden Querrührer 124, 125 kann zusätzlich ein elektromagnetischer Längsrührer 126 angeordnet sein, der ebenfalls aus einer Vielzahl von Spulen besteht. Die Funktionsweise dieser elektromagnetischen Rührer 12-126 und deren Betriebsweise ist z.B. aus EP 2 649 407 B1 bekannt, wobei für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die Offenbarung gemäß EP 2 649 407 B1 umfassend in Bezug genommen wird.
Nachdem die Stahlschmelze durch die Aufgabevorrichtung 122 auf das bewegte Transportband 121 ausgebracht worden ist, wird durch die beiden Querrührer 124, 125 wie erläutert eine Strömung innerhalb der Stahlschmelze zur Seite hin, d.h. in Richtung der Seitenränder erzeugt. Anders ausgedrückt, wird innerhalb des schmelzflüssigen Stahls durch die beiden Querrührer 124, 125 eine Oberflächenströmung in Richtung der Seitenränder des Transportbandes 121 - vom Zentrum des Transportbandes aus gesehen - verursacht. Im Einzelnen wird in dem schmelzflüssigen Stahl 130 (Fig. 15) mit dem ersten Querrührer 124 eine - in der Gieß- bzw. Transportrichtung T gesehen - Strömung nach links erzeugt, wobei mit dem zweiten Querrührer 125 eine Strömung in die entgegengesetzte Richtung, nämlich nach rechts erzeugt wird. Hierbei gewährleisten die (nicht gezeigten) Dammblockketten die notwendige Seitenführung und begrenzen somit die Profilbreite b für den vergossenen schmelzflüssigen Stahl 130. Der elektromagnetische Längsrührer 126 stabilisiert dabei in der Gieß- bzw. Transportrichtung T den Materialtransport der Stahlschmelze 130 und den hierbei einsetzenden Erstarrungsprozess entlang der Erstarrungsstrecke E (vgl. Fig. 13).
Durch die mittels der beiden Querrührer 124, 125 erzeugte Querströmung innerhalb des schmelzflüssigen Stahls wird dessen Erstarrungskontur beeinflusst. Dies bedeutet, dass eine Dünnbramme 16, die sich durch Erstarren aus der Stahlschmelze bildet, im Querschnitt gesehen überhöhte Seitenränder 18h erhält. Ein Vergleich der in den Fig. 15-17 gezeigten Querschnittsansichten verdeutlicht den Verlauf der Konturbildung, nachdem der schmelzflüssige Stahl auf das Transportband 121 ausgebracht worden ist. Fig. 15 zeigt ein flüssiges Flachprofil 130 vor dem Rührvorgang. Fig. 16 zeigt das Flachprofil 16 nach Einwirkung der beiden Querrührer 124, 125, wobei sich aus dem Flüssigstahl durch eine beginnende Erstarrung eine Dünnbramme 16 mit erhöhten Seitenrändern 18h bildet. Schließlich zeigt die Querschnittsansicht von Fig. 17 das Flachprofil bzw. die aus der Stahlschmelze durch Erstarren gebildete Dünnbramme 16 am Ende der Erstarrungsstrecke E (vgl. Fig. 13), wobei die Lage bzw. Position der erzeugten Oberkanten der überhöhten Seitenränder 18h mit dem Bezugszeichen "18p" versehen ist.
Die Querschnittsansicht von Fig. 17 ist in der Fig. 18 nochmals vergrößert gezeigt. Hieraus ist ersichtlich, dass mit den erhöhten Seitenrändern 18h der Dünnbramme 16 eine Kantenüberhöhung erzielt wird, die sich aus der Differenz der Kantenhöhe k und der Dicke bzw. Höhe d der Dünnbramme 16 bestimmt. Hierdurch erhält die Dünnbramme - über ihre Breite b bzw. im Querschnitt gesehen - eine mittige Oberfläche 17, die seitlich von den beiden überhöhten Seitenrändern 18h begrenzt wird.
Nach der Erstarrung, d.h. beim Verlassen des umlaufenden Transportbands 121 bzw. am Ende der zugeordneten Erstarrungsstrecke E, weist die Dünnbramme 16 die in den Fig. 16-18 gezeigte Kontur auf und erhält dadurch für die weitere Bearbeitung innerhalb der Vorrichtung 10 die Funktion einer Wanne, in die hinein ein flüssiges Plattierungsmaterial eingebracht werden kann, wie nachstehend nun im Detail erläutert ist.
Die Dünnbramme 16 wird, nachdem sie im Querschnitt die in Fig. 18 gezeigte Kontur erhalten hat, auf der Rollgangsführung der Vorrichtung 10 weiter in der Transportrichtung T bewegt, in Richtung der zweiten Gießmaschine 20. Bevor die Dünnbramme 16 die zweite Gießmaschine erreicht, kann sie zunächst durch die Entzunderungseinrichtung 29 gereinigt werden, und anschließend durch die Erwärmungseinrichtung 27 gezielt erwärmt und ggf. durch die mechanische funktionierende Reinigungseinrichtung 28 nochmals gereinigt werden.
Der anschließende Vorgang, wonach mittels der zweiten Gießmaschine 20 ein flüssiges Plattierungsmaterial P-f auf die mittige Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 aufgebracht wird, ist in den Figuren 19 und Fig. 19a-19c dargestellt, und entspricht identisch dem Ablauf, der vorstehend bereits anhand der Fig. 9 und Fig. 9a-9c erläutert worden ist, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf verwiesen wird. Dies gilt in gleicher Weise sowohl für die Funktionsweise der Mengeneinstellungseinrichtung 30 der zweiten Gießmaschine 20, als auch für die weitere Bearbeitung des geschlossenen Verbunds 21, der sich aus dem Trägermaterial in Form der Dünnbramme 16 und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial P-e gebildet hat, durch die Walzplattierungseinrichtung 22.1, um damit das bandförmige mehrschichtige Verbundmaterial 11 herzustellen.
Die Fig. 20 zeigt prinzipiell vereinfacht eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach dem zweiten Konzept II. Auf Basis der Ausführungsform von Fig. 19 sind hierbei eine dritte Gießmaschine 40 mit weiteren Anlagenkomponenten - in Fig. 20 vereinfacht in einem Kasten oberhalb der Rollgangsführung dargestellt - stromaufwärts der Walzplattierungseinrichtung 22.1 angeordnet, wie es durch den vertikal nach unten weisenden Pfeil angedeutet ist, der vor bzw. stromaufwärts der Walzplattierungseinrichtung 22.1 endet. Mit der dritten Gießmaschine 40 ist es möglich, auf den geschlossenen Verbund 21, der sich zuvor aus dem Trägermaterial 16 unten darauf erstarrten Plattierungsmaterial P-e gebildet hat, weiteres flüssiges Plattierungsmaterial aufzubringen, um dadurch ein Verbundmaterial 11 mit insgesamt drei Schichten zu erzeugen, nämlich bei dem anschließenden ersten Stich mit der Walzplattierungseinrichtung 22.1. Im Übrigen erfolgt der Einsatz dieser Gießmaschine 40 in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform von Fig. 10 nach dem ersten Konzept I, so dass hierzu auf die Erläuterungen an entsprechender Stelle verwiesen wird.
Nachfolgend sind weitere Ausführungsformen der Erfindung nach dem dritten Konzept III anhand der Fig. 21-30 gezeigt und erläutert:
In Fig. 21 ist eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht der Vorrichtung 10 für eine erste Ausführungsform nach dem dritten Konzept III gezeigt. Die hierbei verwendeten Anlagenkomponenten, die - in der Transportrichtung T gesehen - im Anschluss an die erste Gießmaschine 12 entlang der Rollgangsführung vorgesehen sind, entsprechen jenen der Ausführungsform von Fig. 1, mit Ausnahme des Stauchwalzgerüstes 25 (bei Fig. 21 nicht vorgesehen) und von Einrichtungen, die nun bei der Fig. 21 stromabwärts von der zweiten Gießmaschine 20 zur Seitenführung des flüssigen Plattierungsmaterials P-e vorgesehen sind, wie nachstehend erläutert.
Die Dünnbramme 16, die sich aus dem schmelzflüssigen Stahl durch Erstarren gebildet hat, weist bei ihrem Eintreffen an bzw. vor der zweiten Gießmaschine 20 einen rechteckigen Querschnitt auf (vgl. Fig. 24).
Die Fig. 22 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung 10 von Fig. 21, nämlich für die zweite Gießmaschine 20 und die weiteren Komponenten, die zur Seitenführung des flüssigen Plattierungsmaterials P-e dienen und entweder Teil der Gießmaschine 20 sind oder stromabwärts hiervon liegen. Die Fig. 23 stellt eine Draufsicht auf die Seitenansicht von Fig. 22 dar. Im Einzelnen ist - in der Transportrichtung T der Dünnbramme 16 gesehen - auf bzw. ab der Höhe der zweiten Gießmaschine 20 eine Seitenbegrenzungseinrichtung S vorgesehen, die umlaufende Seitenbänder 19 aufweist, welche an rotierenden Führungsrollen F geführt sind. Die Seitenbänder 19 werden während der Bewegung der Dünnbramme 16 formschlüssig an deren Seitenrändern 18 angestellt, so dass sich hierdurch eine temporäre Seitenkantenerhöhung bzw. Kantenüberhöhung bildet. Hierbei entspricht eine Länge der Seitenbänder 19 - in der Transportrichtung T der Dünnbramme 16 gesehen - im Wesentlichen der Länge der Erstarrungsstrecke E (vgl. Draufsicht von Fig. 23).
In Wechselwirkung mit der zweiten Gießmaschine 20 ist eine Schutzgas-Einrichtung 26 vorgesehen (in Fig. 21 und Fig. 22 lediglich vereinfacht durch gestrichelte Linien symbolisiert), in der die Seitenbegrenzungseinrichtung S in Verbindung mit den umlaufenden Seitenbändern 19 aufgenommen ist. Hierbei ist von Bedeutung, dass die Schutzgas-Einrichtung 26 einen inertisierbaren begrenzten Raum zumindest für die zweite Gießmaschine 20 und die sich hieran anschließende Erstarrungsstrecke E bildet, was zu einer verbesserten Verbindungsqualität zwischen der Dünnbramme 16 und dem darauf aufgebrachten flüssigen Plattierungsmaterial führt. Die Seitenbegrenzungseinrichtung S mit ihren umlaufenden Seitenbänder 19 ist innerhalb der Schutzgas-Einrichtung 26 aufgenommen, so dass das Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials P-f und dessen anschließende Erstarrung auf der Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 entsprechend in einer inertisierten Umgebung erfolgt.
In den Fig. 24 bis 26 ist die Dünnbramme 16 jeweils in einer Querschnittsansicht gezeigt, wobei ein Vergleich dieser Figuren miteinander verdeutlicht, in welcher Weise die Führungsrollen F, und damit die Seitenbänder 19, an die Seitenränder 18 der Dünnbramme (Fig. 24) angestellt werden. In Bezug auf den Streckenabschnitt, in dem die umlaufenden Seitenbänder 19 sich in Kontakt mit den Seitenrändern 18 der synchron hierzu bewegten Dünnbramme 16 befinden, erhält die Dünnbramme 16 nunmehr für die weitere Bearbeitung innerhalb der Vorrichtung 10 die Funktion einer Wanne, in die hinein auf eine Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 (vgl. Fig. 25) flüssiges Plattierungsmaterial eingebracht bzw. vergossen werden kann, was nachstehend noch im Detail erläutert wird.
Die Fig. 22 verdeutlicht des Weiteren, dass die zweite Gießmaschine 20 folgende weitere Komponenten umfasst: eine Mengeneinstellungseinrichtung 30, eine Pfanne 32 zur Aufnahme von aus einem Plattierungswerkstoff bestehenden flüssigen Plattierungsmaterials, einen Zwischenbehälter 31 (Tundish), und schließlich ein Schmelzeaufgabesystem 33, das unterhalb des Zwischenbehälters 31 eine Gießdüse 34 aufweist.
Das Aufbringen von flüssigem Plattierungsmaterial auf eine Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 funktioniert nun wie folgt:
Die Dünnbramme 16 wird in der Transportrichtung T unterhalb des Schmelzeaufgabesystems 33 der zweiten Gießmaschine 20 im heißen Zustand vorbeigeführt, und dient hierbei als Trägermaterial, nämlich in dem Sinne, dass flüssiges Plattierungsmaterial, welches aus einem Plattierungswerkstoff gebildet ist, durch die Gießdüse 34 auf die Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 aufgebracht wird. Dieses Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials P-f auf die Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 erfolgt innerhalb der inertisierten Umgebung der Schutzgas-Einrichtung 26. Ein seitliches Herunterströmen des aufgebrachten flüssigen Plattierungsmaterials von dem Trägermaterial 16 wird durch die umlaufenden Seitenbänder 19 (vgl. Fig. 3) verhindert, die synchron, d.h. mit vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit, mit der Dünnbramme 16 bewegt werden und formschlüssig an die Seitenränder 18 der Dünnbramme angestellt sind. Das Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials auf die heiße Dünnbramme 16 ist in der Draufsicht von Fig. 23 symbolisch durch einen Pfeil "P-f" angedeutet, und ist ebenfalls in der Querschnittansicht der Dünnbramme in Fig. 26 gezeigt, wenn das Plattierungsmaterial P-f noch flüssig ist
Nachdem das flüssige Plattierungsmaterial P-f auf die Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 gelangt ist, setzt eine Erstarrung dieses Plattierungsmaterials ein, nämlich entlang der Erstarrungsstrecke E. Auch dies erfolgt innerhalb der inertisierten Umgebung der Schutzgas-Einrichtung 26. Die Querschnittansicht der Dünnbramme 16 von Fig. 27 symbolisiert mit der Bezeichnung "P-e" das nunmehr erstarrte Plattierungsmaterial, das in Folge seiner Erstarrung an der Oberfläche 17 der Dünnbramme 16 anhaftet. Die Kontaktfläche zwischen der Dünnbramme 16 und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial P-e ist in der Fig. 27 mit "K" bezeichnet und durch eine strichpunktierte Linie symbolisiert.
Die weitere Querschnittansicht von Fig. 28 zeigt die Dünnbramme 16 an einer Stelle der Rollgangsführung, die sich stromabwärts von der Seitenbegrenzungseinrichtung S und insbesondere auch stromabwärts von der Erstarrungsstrecke E befindet. Entsprechend befinden sich nun an den Seitenrändern 18 der Dünnbramme 16 keine Seitenbänder mehr, weil eine weitere Bearbeitung der Dünnbramme 16 mit dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial P-e nun ohne weitere Kantenführung erfolgen kann.
Nachdem das Plattierungsmaterial P-e auf der Oberfläche 17 des Trägermaterials in Form der Dünnbramme 16 vollständig erstarrt ist, bildet sich hierdurch ein geschlossener Verbund aus diesen beiden Materialien, der in der Zeichnung (z.B. in Fig. 21, Fig. 22 und Fig. 28) jeweils mit "21" bezeichnet ist
Mittels der Mengeneinstellungseinrichtung 30 (vgl. Fig. 22) kann - ihrer Bezeichnung entsprechend - die Menge an flüssigem Plattierungsmaterial eingestellt bzw. geregelt werden, welches mit der zweiten Gießmaschine 20 auf die Dünnbramme 16 auf deren Oberfläche 17 aufgebracht wird. Hierzu kann die Mengeneinstellungseinrichtung 30 einen Druckraum mit einer variablen Vakuumeinstellung aufweisen, und/oder eine bewegliche Schieber- bzw. Stopfenstange, die z.B. innerhalb des Zwischenbehälters 31 vorgesehen ist. Die genannte variable Vakuumeinstellung für die Mengeneinstellungseinrichtung 30 ist z.B. aus EP 1 428 599 A1 bereits bekannt, und deshalb an dieser Stelle nicht weiter erläutert. Diesbezüglich versteht sich, dass das Plattierungsmaterial nur in einer solchen Menge auf das Trägermaterial in Form der Dünnbramme 16 aufgebracht wird, wie es mit der durch die angestellten Seitenbänder 19 der Seitenbegrenzungseinrichtung S realisierte Kantenüberhöhung möglich ist.
Für die weitere Bearbeitung des geschlossenen Verbunds 21, der wie erläutert aus dem Trägermaterial 16 und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial P-e gebildet ist, ist von Bedeutung, dass dieser geschlossene Verbund 21 stromabwärts der Erstarrungsstrecke E nochmals durch eine Erwärmungseinrichtung 27 erwärmt wird, bevor dieser Verbund 21 dann durch die Walzplattierungseinrichtung 22.1 mit einem ersten Stich warmgewalzt wird. Hierdurch bildet sich dann durch Walzplattieren kontinuierlich ein einziges bandförmiges Verbundmaterial 11, welches aus dem Grundwerkstoff und dem Plattierungswerkstoff besteht. Anschließend wird das erzeugte Verbundmaterial 11 durch die Fertigwalzstraße 24 und die Kühlstrecke 36 geführt, und kann am Ende der Bearbeitungslinie durch die Haspel 38 aufgecoilt werden.
Nachfolgend sind in Fig. 29 und Fig. 30 weitere Ausführungsformen für eine Vorrichtung 10 nach dem dritten Konzept III gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt und erläutert, mit denen eine mehrfache Schichtung von Plattierungsmaterial auf das Trägermaterial in Form der Dünnbramme 16 möglich ist, zur kontinuierlichen Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials 11 mit insgesamt drei (oder ggf. noch mehr) Schichten.
Fig. 29 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach dem dritten Konzept III, deren Komponenten im Wesentlichen jenen der ersten Ausführungsform von Fig. 21 entsprechen, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterungen zu Fig. 1 verwiesen werden darf. Zusätzlich ist nun für die zweite Ausführungsform von Fig. 29 eine weitere Schmelze-Aufgabevorrichtung für flüssiges Plattierungsmaterial vorgesehen, nämlich in Form einer dritten Gießmaschine 40. In der Darstellung von Fig. 29 ist diese dritte Gießmaschine 40 prinzipiell vereinfacht innerhalb eines Kastens oberhalb der Rollgangsführung von Fig. 1 gezeigt, in Verbindung mit weiteren Komponenten, die ebenfalls zusätzlich vorgesehen sind und mit dieser dritten Gießmaschine 40 in Wechselwirkung stehen. Diesbezüglich versteht sich, dass die dritte Gießmaschine 40 und die hiermit in Wechselwirkung stehenden weiteren Komponenten, die innerhalb des besagten Kastens gezeigt sind, an der Stelle der Rollgangsführung der Vorrichtung 10 angeordnet sind, die durch den senkrecht nach unten weisenden Pfeil angedeutet ist und - in der Transportrichtung T gesehen - stromaufwärts von der Walzplattierungseinrichtung 22.1 liegt.
Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 29 entsprechen die dritte Gießmaschine 40 und die hierzu vorgesehenen weiteren Komponenten (z.B. die Schutzgas-Einrichtung 26, die Erstarrungsstrecke E und die Seitenbegrenzungseinrichtung S mit den umlaufenden Seitenbänder 19) der zweiten Gießmaschine 20 gemäß der ersten Ausführungsform, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterungen zu Fig. 21 verwiesen werden darf.
Die Anordnung der dritten Gießmaschine 40 bei der zweiten Ausführungsform von Fig. 29, nämlich stromaufwärts von der Walzplattierungseinrichtung 22.1, ist dahingehend zu verstehen, dass auf den geschlossenen Verbund 21, der sich aus dem Trägermaterial in Form der Dünnbramme 16 und dem durch die zweite Gießmaschine 20 aufgebrachten Plattierungsmaterial gebildet hat, dann vor dem ersten Stich weiteres Plattierungsmaterial von oben auf das zuvor erstarrte Plattierungsmaterial P-e aufgebracht wird. Dieses Aufbringen von weiterem Plattierungsmaterial erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie bereits z.B. anhand der Fig. 23 und der Fig. 26-28 erläutert. Diesbezüglich ist zu verstehen, dass die Kantenüberhöhung, die mit den an den Seitenrändern 18 der Dünnbramme 16 angestellten Seitenbändern 19 gebildet wird, ausreichend groß ist, so dass dieses weitere Plattierungsmaterial dazwischen eingebracht werden kann und nicht seitlich von der Dünnbramme 16 herunterströmt. Im Anschluss daran wird dann für einen geschlossenen Verbund 41, der sich aus der Dünnbramme 16 und den beiden hierauf aufgebrachten erstarrten Plattierungsmaterialien P-e gebildet hat, mit der Walzplattierungseinrichtung 22.1 ein Warmwalzen in Form eines ersten Stichs gemäß Schritt (iii) des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt, so dass hierdurch kontinuierlich ein bandförmiges Verbundmaterial 11 mit insgesamt drei Schichten erzeugt wird.
Fig. 30 zeigt eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht einer dritten Ausführungsform für eine Vorrichtung 10 nach dem dritten Konzept III gemäß der vorliegenden Erfindung. In dem Kasten, der zur Vereinfachung oberhalb der Rollgangsführung der Vorrichtung 10 positioniert ist, sind die Komponenten für die dritte Ausführungsform der Vorrichtung 10 gezeigt, die im Vergleich zur Ausführungsform von Fig. 21 nunmehr zusätzlich vorgesehen sind. Hierbei handelt es sich - in gleicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform von Fig. 29 - um eine dritte Gießmaschine 40, in Verbindung mit einer Schutzgas-Einrichtung 26, der stromabwärts hiervon vorgesehenen Erstarrungsstrecke E und der Seitenbegrenzungseinrichtung S mit den umlaufenden Seitenbändern 19, die formschlüssig an den Seitenrändern 18 der Dünnbramme 16 angestellt werden.
Für die dritte Ausführungsform von Fig. 30 ist von Bedeutung, dass die dritte Gießmaschine 40 - in der Transportrichtung T gesehen - stromabwärts von der (ersten) Walzplattierungseinrichtung 22.1 angeordnet ist, und z.B. stromaufwärts von weiteren Walzplattierungseinrichtungen der Vorwalzstraße 23. Dies bedeutet, dass nun weiteres flüssiges Plattierungsmaterial P-f auf ein bandförmiges Verbundmaterial 11 aufgebracht wird, welches zuvor durch die Walzplattierungseinrichtung 22.1 bereits warmgewalzt bzw. walzplattiert worden ist. Ein seitliches Herunterströmen des flüssigen Plattierungsmaterials, welches nun mit der dritten Gießmaschine 40 von oben auf eine Oberfläche des Verbundmaterials 11 aufgebracht wird, wird wie bereits erläutert durch die angestellten umlaufenden Seitenbänder 19 verhindert.
Optional kann für die dritte Ausführungsform von Fig. 30 vorgesehen sein, dass stromaufwärts der dritten Gießmaschine 40 (vgl. oberer Kasten in Fig. 10) noch eine weitere Erwärmungseinrichtung 27 und/oder eine insbesondere mechanische Reinigungseinrichtung 28 angeordnet sind. Jedenfalls wird dann ein geschlossener Verbund 42 (vgl. oberer Kasten in Fig. 30), der sich aus dem zuvor erzeugten Verbundmaterial 11 und dem darauf aufgebrachten erstarrten weiteren Plattierungsmaterial P-e gebildet hat, dann erneut ein Warmwalzen mittels einer stromabwärts von der dritten Gießmaschine 40 angeordneten Walzplattierungseinrichtung 22.1 durchgeführt, so dass damit durch Walzplattieren ein Verbundmaterial 11 mit nunmehr insgesamt drei Schichten erzeugt wird.
Bezüglich aller vorstehend erläuterten Ausführungsformen darf darauf hingewiesen werden, dass eine Schutzgas-Einrichtung auch zwischen der ersten Gießmaschine 20, 120 und der zweiten Gießmaschine 20 vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann der Wirkbereich der Schutzgas-Einrichtung 26, die in Fig. 1, Fig. 12 und Fig. 21 jeweils in Verbindung mit der zweiten Gießmaschine 20 gezeigt ist, sich weiter stromaufwärts der zweiten Gießmaschine 20 erstrecken, und damit z.B. auch die Reinigungseinrichtung 28 und ggf. auch die Erwärmungseinrichtung 27 umfassen. In Folge dessen wird dann das Trägermaterial in Form der Dünnbramme 16 dank der Schutzgas-Einrichtung bereits vor dem Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials P-f in einer inertisierten Umgebung bewegt, wodurch an der Oberfläche der Dünnbramme 16 eine Re-Oxidation oder dergleichen verhindert wird.
Mit den vorstehend erläuterten Ausführungsformen für eine Vorrichtung 10 nach den Konzepten I bis III kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des kontinuierlichen bandförmigen Verbundmaterials 11 durchgeführt werden. Dieses Verfahren kann in Abhängigkeit von zumindest einer der eingangs genannten Prozessgrößen automatisch, und vorzugsweise geregelt, durchgeführt werden.
Den vorstehend erläuterten Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, dass auf das in der Transportrichtung T bewegte Trägermaterial (in Form der Dünnbramme 16 oder des bereits walzplattierten Verbundmaterials 11) von oben her ein flüssiges Plattierungsmaterial durch die zweite Gießmaschine 20 (bzw. die dritte Gießmaschine 40) aufgebracht wird (= Gießplattieren), und im direkten Anschluss daran innerhalb der gleichen Verarbeitungslinie der Vorrichtung 10 dann ein Warmwalzen mittels der Walzplattierungseinrichtung 22.1 (= Walzplattieren) erfolgt.
Schließlich wird für die Ausführungsformen nach dem ersten Konzept I darauf hingewiesen, dass die plastische Verformung der Dünnbramme 16, die zu deren überhöhten Seitenrändern 18h führt, als Teil des Schritts (i) des erfindungsgemäßen Verfahrens von Anspruch 1 zu verstehen ist. In gleicher Weise gilt für die Ausführungsformen nach dem dritten Konzept III, dass die Wechselwirkung zwischen zumindest den beiden Querrührern 124, 125 und der noch flüssigen und heißen Stahlschmelze 130, wodurch innerhalb der Stahlschmelze 130 dann die erläuterten Querströmungen entstehen und für die hierdurch durch Erstarren gebildete Dünnbramme 16 die überhöhten Seitenränder 18h erzeugt werden, ebenfalls als Teil des Schritts (i) des erfindungsgemäßen Verfahrens von Anspruch 1 zu sehen ist.

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials (11), aufweisend die Schritte:
(i) Bereitstellen eines kontinuierlich in einer Transportrichtung (T) bewegten Trägermaterials (16), das aus einem Grundwerkstoff aus Stahl besteht und im Querschnitt eine mittige Oberfläche (17) aufweist, die beidseitig von überhöhten Seitenrändern (18h) begrenzt ist, und

(ii) Aufbringen zumindest eines aus einem Plattierungswerkstoff bestehenden flüssigen Plattierungsmaterials (P-f) von oben auf die Oberfläche (17) des bewegten Trägermaterials (16) zwischen den überhöhten Seitenrändern (18h), wobei sich durch Erstarren des flüssigen Plattierungsmaterials auf dem Trägermaterial (16) ein geschlossener Verbund (20) bildet,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägermaterial (16) in Schritt (i) mit einer ersten Gießmaschine (12) als kontinuierlicher Strang (13) aus schmelzflüssigem Stahl erzeugt wird, wobei sich aus dem mit der ersten Gießmaschine (12) erzeugten Strang (13) durch Erstarren eine Dünnbramme (16) bildet, und

dass in einem Schritt (iii) der geschlossene Verbund (20) gebildet aus dem Trägermaterial (16) und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial (P-e) einem Warmwalzen unterzogen wird, so dass damit kontinuierlich durch Walzplattieren ein einziges bandförmiges Verbundmaterial (11) bzw. Warmband entsteht, das aus dem Grundwerkstoff und dem Plattierungswerkstoff besteht.
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials (11), aufweisend die Schritte:
(i) Bereitstellen eines kontinuierlich in einer Transportrichtung (T) bewegten Trägermaterials (16), das aus einem Grundwerkstoff aus Stahl besteht, und

(ii) Aufbringen zumindest eines aus einem Plattierungswerkstoff bestehenden flüssigen Plattierungsmaterials (P-f) von oben auf eine Oberfläche (17) des bewegten Trägermaterials (16) zwischen Seitenbegrenzungseinrichtungen (S), die an Seitenrändern (18) des Trägermaterials (16) formschlüssig angestellt werden, um damit eine temporäre Seitenkantenerhöhung an den Seitenrändern (18) des Trägermaterials (16) zu bilden, wobei sich durch Erstarren des flüssigen Plattierungsmaterials (P-f) auf dem Trägermaterial (16) ein geschlossener Verbund (21) bildet,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägermaterial (16) in Schritt (i) mit einer ersten Gießmaschine (12) als kontinuierlicher Strang (13) aus schmelzflüssigem Stahl erzeugt wird, wobei sich aus dem mit der ersten Gießmaschine (12) erzeugten Strang (13) durch Erstarren eine Dünnbramme (16) bildet, und

dass in einem Schritt (iii) der geschlossene Verbund (21) gebildet aus dem Trägermaterial (16) und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial (P-e) einem Warmwalzen unterzogen wird, so dass damit kontinuierlich durch Walzplattieren ein einziges bandförmiges Verbundmaterial (11) bzw. Warmband entsteht, das aus dem Grundwerkstoff und dem Plattierungswerkstoff besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gießmaschine (12) eine Kokille (14) mit Wänden aufweist, zwischen denen der Grundwerkstoff als Flüssigmetall von oben einfüllbar ist und nach unten durch eine Öffnung in ein Strangführungssystem (15) mit Kühlung austritt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gießmaschine (12) als Bandgießmaschine (120; BCT-Maschine) mit einem bewegten Transportband (121) ausgebildet ist, wobei der Grundwerkstoff in Form von schmelzflüssigem Stahl (130) auf das bewegte Transportband (121) ausgebracht wird und sich anschließend durch Erstarren zu einer Dünnbramme (16) bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial in Form der durcherstarrten Dünnbramme (16) an beiden Seitenrändern (18) durch einen Kontakt mit Stauchwalzen (25s) plastisch verformt wird, so dass dadurch vor dem Schritt (ii) die überhöhten Seitenränder (18h) des Trägermaterials (16) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Kontakt der Stauchwalzen (25s) mit den Seitenrändern (18) des Trägermaterials (16) auf dessen Oberseite (17) eine Kantenüberhöhung (k-d) erzeugt wird, mit der Beziehung k > d, wobei:
k = Kantenhöhe, d.h. Abstand der obersten Stelle der Erhöhung zur Unterseite des Trägermaterials (16) nach dem Stauchen, und

d = Dicke des Trägermaterials in Form der durcherstarrten Dünnbramme (16) vor dem Stauchen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchwalzen (25s) eine Profilierung aufweisen, mit denen die überhöhten Seitenränder (18h) des Trägermaterials (16) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchwalzen (25s) zylindrisch ausgebildet sind, wobei ein Neigungswinkel (a) einer Längsachse (L) der Stauchwalzen (25s) relativ zur Horizontalen (H) einstellbar ist, um die Kantenüberhöhung (k-d) zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 4, soweit rückbezogen auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandgießmaschine (120) zumindest eine elektromagnetische Querrühreinrichtung (123) umfasst, mit der in dem schmelzflüssigen Stahl (130), der auf das Transportband (121) ausgebracht wird, eine Strömung in Querrichtung zum bewegten Transportband (121) erzeugt wird, so dass sich dadurch in Schritt (i) die überhöhten Seitenränder (18h) des Trägermaterials (16) bilden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Querrühreinrichtung (123) einen ersten elektromagnetischen Querrührer (124) und einen zweiten elektromagnetischen Querrührer (125) umfasst, vorzugsweise, dass die elektromagnetischen Querrührer (124, 125) jeweils eine Vielzahl von Spulen aufweisen, die sich quer über das bewegte Transportband (121) hinweg erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandgießmaschine (120) zumindest eine elektromagnetische Längsrühreinrichtung (126) umfasst, die - in der Transportrichtung (T) des Trägermaterials (16) gesehen - stromabwärts von den Querrühreinrichtungen (123) und unmittelbar angrenzend hierzu angeordnet ist, wobei mit der elektromagnetischen Längsrühreinrichtung (126) in dem auf das bewegte Transportband (121) ausgebrachten schmelzflüssigen Stahl (130) eine Strömung in Längsrichtung zum Transportband (121) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenbegrenzungseinrichtungen (S) als umlaufende Seitenbänder (19) oder als Führungslineale ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (iii) die Menge des flüssigen Plattierungsmaterials (P-f) in Abhängigkeit von zumindest einem vorbestimmten Prozessparameter, insbesondere der Durchlaufgeschwindigkeit, der Plattierungsbreite und der Plattierungshöhe des kontinuierlich erzeugten bandförmigen Verbundmaterials (11) aufgebracht wird, vorzugsweise, dass die aufgebrachte Menge des flüssigen Plattierungsmaterials (P-f) in Abhängigkeit von dem zumindest einen vorbestimmten Prozessparameter geregelt eingestellt wird, vorzugsweise, dass zum Aufbringen des flüssigen Plattierungsmaterials eine zweite Gießmaschine (21) eingesetzt wird, die - in der Transportrichtung (T) des Trägermaterials (16) gesehen - stromabwärts der ersten Gießmaschine (12) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (16) vor dem Schritt (ii) erwärmt wird, vorzugsweise, dass das Trägermaterial (16) vor dem Schritt (ii) gereinigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Verbund (21) gebildet aus dem Trägermaterial (16) und dem erstarrten Plattierungsmaterial (P-e) vor dem Schritt (iii) erwärmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Durchführung des Schritts (iii) Seitenbegrenzungseinrichtungen (S) an den Seitenrändern (18) des geschlossenen Verbunds (21) gebildet aus dem Trägermaterial (16) und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial (P-e) angestellt werden, und dass anschließend ein weiteres aus einem Plattierungswerkstoff bestehendes flüssiges Plattierungsmaterial (P-f) von oben auf einen geschlossenen Verbund (41) gebildet aus dem Trägermaterial (16) und dem darauf bereits erstarrten Plattierungsmaterial (P-e) zwischen den angestellten Seitenbegrenzungseinrichtungen (S) aufgebracht wird, wobei anschließend der Schritt (iii) für das Trägermaterial (16) und die darauf erstarrten Plattierungsmaterialien (P-e) durchgeführt wird und damit kontinuierlich ein einziges bandförmiges Verbundmaterial (11) bzw. Warmband mit insgesamt drei Schichten entsteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Durchführung des Schritts (iii) für das damit kontinuierlich erzeugte einzige bandförmige Verbundmaterial (11) die Schritte (ii) und (iii) wiederholt durchgeführt werden, so dass bei einer wiederholten Durchführung des Schritts (iii) damit kontinuierlich ein einziges bandförmiges Verbundmaterial (11) bzw. Warmband mit insgesamt drei Schichten entsteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in Schritt (i) bereitgestellte Trägermaterial (16) und/oder
der in Schritt (ii) gebildete geschlossene Verbund (21, 41, 42) vor Durchführung des Schritts (iii) in einer Schutzgas-Atmosphäre (36) geführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundwerkstoff aus rostfreiem Stahl besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattierungswerkstoff für das zumindest eine Plattierungsmaterial aus rostfreiem Stahl besteht, vorzugsweise, dass der Plattierungswerkstoff und der Grundwerkstoff aus jeweils verschiedenen rostfreien Stählen bestehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattierungswerkstoff für ein Plattierungsmaterial aus einem Nichteisen-Metall besteht, vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer oder einer Nickel-Legierung.
Vorrichtung (10) zur kontinuierlichen Herstellung eines mehrschichtigen bandförmigen Verbundmaterials (11), umfassend
eine erste Gießmaschine (12), mit der ein kontinuierlicher Strang (13) aus einem Grundwerkstoff bestehend aus Stahl erzeugt wird, wobei sich aus diesem Strang (13) durch Erstarren eine in einer Transportrichtung (T) bewegte Dünnbramme (16) bildet, und

zumindest ein Walzgerüst, das in Linie mit der ersten Gießmaschine (12) und stromabwärts hiervon angeordnet ist, wobei die durcherstarrte Dünnbramme (16) des mit der ersten Gießmaschine (12) erzeugten Strangs mit diesem Walzgerüst warmwalzbar ist,

wobei zumindest eine zweite Gießmaschine (20) vorgesehen ist, mit der ein aus einem Plattierungswerkstoff bestehendes flüssiges Plattierungsmaterial (P-f) von oben auf eine Oberfläche (17) eines Trägermaterials in Form der durcherstarrten Dünnbramme (16) aufbringbar ist, wobei die zweite Gießmaschine (20) - in der Transportrichtung (T) der Dünnbramme (16) gesehen - stromaufwärts des Walzgerüstes angeordnet ist,

wobei das Walzgerüst als Walzplattierungseinrichtung (22.1) ausgebildet ist, mittels der ein geschlossener Verbund (21) gebildet aus der Dünnbramme (16) und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial (P-e) warmwalzbar ist, so dass damit kontinuierlich durch Walzplattieren ein einziges bandförmiges Verbundmaterial (11) entsteht, das aus dem Grundwerkstoff und dem Plattierungswerkstoff besteht, und

wobei die erste Gießmaschine (12) als Bandgießmaschine (120) mit einem bewegten Transportband (121) ausgebildet ist, wobei angrenzend zum Transportband (121) zumindest eine elektromagnetische Querrühreinrichtung (123) vorgesehen ist, mit der in dem Grundwerkstoff bestehend aus flüssigem Stahl (130), der auf das bewegte Transportband (121) ausbringbar ist, Strömungen in Querrichtung zum Transportband (121) erzeugbar sind, so dass sich hierdurch für die Dünnbramme (16), die sich durch Erstarren des schmelzflüssigen Stahls bildet, überhöhte Seitenränder (18h) bilden.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrühreinrichtung (123) einen ersten elektromagnetischen Querrührer (124) und einen zweiten elektromagnetischen Querrührer (125) aufweist, wobei mit diesen Querrührern (124, 125) Strömungen in dem flüssigen Stahl (130) in jeweils entgegengesetzten Richtungen quer zur Längsrichtung des Transportbandes (121) erzeugbar sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gießmaschine in Form der Bandgießmaschine (120) - in der Transportrichtung (T) der Dünnbramme (16) gesehen - stromabwärts von der Querrühreinrichtung (123) eine elektromagnetische Längsrühreinrichtung (126) aufweist, mit der in dem Grundwerkstoff bestehend aus flüssigem Stahl (130), der auf das bewegte Transportband (121) ausbringbar ist, eine Strömung in Längsrichtung zum Transportband (121) erzeugbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Transportrichtung (T) der Dünnbramme (16) gesehen - stromaufwärts der zweiten Gießmaschine (20) eine Erwärmungseinrichtung (27) und/oder eine Reinigungseinrichtung (28, 29) angeordnet ist, mittels der die aus dem mit der ersten Gießmaschine (12) erzeugten Strang (13) durch Erstarren gebildete Dünnbramme (16) erwärmt bzw. gereinigt wird.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Gießmaschine (40) - in der Transportrichtung (T) der Dünnbramme (16) gesehen - stromabwärts der zweiten Gießmaschine (20) angeordnet ist, wobei mit der dritten Gießmaschine (40) ein weiteres aus einem Plattierungswerkstoff bestehendes flüssiges Plattierungsmaterial (P-f) von oben auf den geschlossenen Verbund (21) gebildet aus der Dünnbramme (16) und dem bereits erstarrten Plattierungsmaterial (P-e) aufbringbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite/dritte Gießmaschine (20/40) eine Mengeneinstellungseinrichtung (30) aufweist, mittels der eine Menge des auf eine Oberfläche (17) der durcherstarrten Dünnbramme (16) aufgebrachten flüssigen Plattierungsmaterials (P-f) einstellbar, vorzugsweise regelbar ist, vorzugweise, dass die Mengeneinstellungseinrichtung (30) einen Zwischenbehälter (31) umfasst, der einen beweglichen Schieber und/oder eine bewegliche Stopfenstange und/oder einen Druckraum mit einer variablen Vakuumeinstellung aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 27, gekennzeichnet durch eine Schutzgas-Einrichtung (26), die zwischen der ersten Gießmaschine (12, 120) und der zweiten Gießmaschine (20) vorgesehen ist und/oder Teil der zweiten/dritten Gießmaschine (20/40) ist und/oder - in der Transportrichtung (T) der Dünnbramme (16) gesehen - stromabwärts der zweiten/dritten Gießmaschine (20/40) angeordnet ist, wobei der geschlossene Verbund (21, 41) gebildet aus dem Trägermaterial in Form der Dünnbramme (16) und dem darauf erstarrten Plattierungsmaterial (P-e) innerhalb dieser Schutzgas-Einrichtung (26) in einer Schutzgas-Atmosphäre geführt ist.