FI78249B

FI78249B - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER DIREKTGJUTNING AV SMAELT METALL TILL ETT FORTLOEPANDE KRISTALLINT METALLBAND.

Info

Publication number: FI78249B
Application number: FI853450A
Authority: FI
Inventors: Robert Harvey Johns; John Dana Nauman
Original assignee: Allegheny Ludlum Steel
Priority date: 1984-09-13
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1989-03-31
Also published as: NO853583L; MX167082B; EP0174767A3; NO165747B; JP2548696B2; SG14490G; NO165747C; FI78249C; AU578968B2; ZA856514B; AU4652985A; BR8504330A; KR910001176B1; KR860002322A; CA1237270A; ES8701550A1; ES546607A0; GR852052B; FI853450L; DE3568720D1

Description

1 782491 78249

Menetelmä ja laite metallin suoravalamiseksi jatkuvaksi kiteiseksi metallinauhaksi.- Förfarande och anordning för direkt-gjuning av smält metall tili ett fortlöpande kristallint metallband.Method and apparatus for direct casting of metal into a continuous crystalline metal strip.- Förfarande och anordning för direkt-gjuning av smält metall kontille ett fortlöpande kristallint Metallband.

Keksintö koskee menetelmää ja laitetta metalliseosten valamiseksi suoraan sulasta metallista jatkuvaksi nauhaksi. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee sulan metallin syöttämistä avoimen valuastian aukon kautta jähmettymään halutun paksuiseksi jatkuvaksi nauhaksi liikkuvalle valupinnalle.The invention relates to a method and apparatus for casting alloys directly from molten metal into a continuous strip. More specifically, the invention relates to feeding molten metal through an opening in an open casting vessel to solidify into a continuous strip of desired thickness on a moving casting surface.

Tavanomaisessa metallinauhan valmistuksessa tällaisiin menetelmiin voi kuulua sulan metallin valaminen valuharkko- tai raakakanki- tai laattamuotoon, minkä jälkeen tavallisesti tapahtuu yksi tai useampia kuumamuokkaus, ja kylmämuokkaus vaiheita samoin kuin peittaus- ja lämpökäsittely prosessin eri vaiheissa halutun paksuisen ja laatuisen nauhan aikaansaamiseksi. Jatkuvan nauhan valmistuskustannuksia voidaan pienentää, erityisesti valupaksuuksilla 0,254 - 2,54 mm, eliminoimalla joitakin tavanomaisiin menetelmiin liittyviä vaiheita. Valettua nauhaa voidaan tavanomaisesti käsitellä kylmävalssaamalla, peittaamalla ja lämpökäsittelemällä sen saattamiseksi paksuuteen 0,05 - 1,02 mm.In conventional metal strip manufacturing, such methods may include casting molten metal into ingot or green bar or slab form, followed by one or more hot forming steps, and cold forming steps as well as pickling and heat treatment at various stages of the process to obtain the desired thickness and quality. The manufacturing cost of the continuous strip can be reduced, especially with casting thicknesses of 0.254 to 2.54 mm, by eliminating some of the steps associated with conventional methods. The cast strip can be conventionally treated by cold rolling, pickling and heat treatment to a thickness of 0.05 to 1.02 mm.

Suoravaletun nauhan valmistamiseen tunnetaan suuri määrä menetelmiä ja laitteita. Tyypillisiä tällaisista menetelmistä ovat sellaiset, joissa sulaa metallia ruiskutetaan annosteluau-kon kautta raon poikki nopeasti liikkuvalle jäähdytyspinnalle, esim. pyörälle tai jatkuvalle hihnalle; menetelmät, joissa pyörivä jäähdytyspinta osittain upotetaan sulaan metalliin; menetelmät, joissa käytetään vaakasuoria nivelhihnoja jäähdytys-substraatteina joilta sula metalli virtaa jähmettymään; ja valumenetelmiä, joissa on kaksi valutelaa, joiden välissä on sulaa metallia.A large number of methods and devices are known for making a direct cast strip. Typical of such methods are those in which molten metal is injected through a metering port across a gap on a rapidly moving cooling surface, e.g. a wheel or a continuous belt; methods in which the rotating cooling surface is partially immersed in molten metal; methods using horizontal joint belts as cooling substrates from which molten metal flows to solidify; and casting methods with two casting rolls with molten metal in between.

2 782492 78249

Metallien suoravaluun aukon lävitse on jo kauan pyritty hyvälaatuisten ja -rakenteisten nauhojen kaupallisessa tuotannossa. US-patentissa 112.054, joka on päivätty 21. helmikuuta 1871, on esitetty menetelmä litteän juotuslangan valmistamiseksi sulasta metallista, joka pakotetaan aukon lävitse pyörivälle valupin-nalle. Vastaavasti US-patentissa 905.758, julkaistu 1. joulukuuta 1908, on esitetty menetelmä sulan metallin ottamiseksi astian alapäässä olevasta ulostuloaukosta valupinnalle. Brittiläisessä patentissa 24.320, joka on päivätty 24. lokakuuta 1910, on esitetty menetelmä nauhan tai levyn valmistamiseksi sulasta metallista, joka virtaa putkikanavan lävitse, jossa vähintään yksi sivu on kosketuksissa liikkuvan valupinnan kanssa. Tuoreemman järjestelmän edustajana on US-patentti 3 522 836 - King, julkaistu 4 päivänä elokuuta 1970, jossa on esitetty menetelmä, jossa käytetään kuperaa, puolikuun muotoista, suut-timesta ulkonevaa kappaletta ja liikutetaan pintaa suuttimen ulostuloaukon ohitse materiaalin oottamiseksi jatkuvasti ja sen jähmettämiseksi jatkuvaksi tuotteeksi. Sula materiaali pidetään staattisessa tasapainotilassa ulostuloaukossa ja se pidetään painovoiman avulla jatkuvassa kosketuksessa liikkuvan pinnan kanssa. US-patentti 4 221 257 - Narasimhan, julkaistu 9 päivänä syyskuuta 1980, koskee menetelmää sulan metallin pakottamiseksi paineisena uritetun suuttimen lävitse liikkuvan kokillin pinnalle.Direct production of metals through openings has long been sought in the commercial production of good quality and structured strips. U.S. Patent 112,054, dated February 21, 1871, discloses a method of making a flat solder wire from molten metal which is forced through an opening onto a rotating casting surface. Accordingly, U.S. Patent 905,758, issued December 1, 1908, discloses a method of taking molten metal from an outlet at the lower end of a vessel to a casting surface. British Patent 24,320, dated October 24, 1910, discloses a method of making a strip or sheet of molten metal flowing through a pipe channel in which at least one side is in contact with a movable casting surface. A more recent system is represented by U.S. Patent 3,522,836 to King, issued August 4, 1970, which discloses a method of using a convex, crescent-shaped body projecting from a nozzle and moving a surface past a nozzle outlet to continuously take material and solidify it into a continuous product. . The molten material is kept in a static equilibrium state at the outlet and is kept in constant contact with the moving surface by gravity. U.S. Patent 4,221,257 to Narasimhan, issued September 9, 1980, relates to a method of forcing molten metal under pressure onto the surface of a die moving through a grooved nozzle.

Aukko-tyyppiset valujärjestelmät rajoittuvat tavallisesti ohuisiin valuihin, tavallisesti alle n. 0,254 mm. Tällaisissa järjestelmissä paksuutta rajoittaa liikkuvan jäähdytyspinnan kyky jähmettää ja viedä pois suutinaukon kautta syötettyä materiaalia. Tällaiset järjestelmät käyttäytyvät ikäänkuin sulan metallin pumppuina ja siirtävät ylimääräisen sulan metallin aukosta jäähdytyspinnalle sulassa tilassa yhdessä suuremman lämpömäärän kanssa kuin voidaan poistaa kelvollisen nauhan aikaansaamiseksi. Vähentämällä sulan metallin syöttönopeutta 3 78249 ja/tai lisäämällä jäähdytyspinnan nopeutta voidaan nämä epäkohdat välttää, jolloin tästä kuitenkin on seurauksena paksuuden pieneneminen.Aperture-type casting systems are usually limited to thin castings, usually less than about 0.254 mm. In such systems, the thickness is limited by the ability of the moving cooling surface to solidify and remove the material fed through the orifice. Such systems behave as if they were molten metal pumps and transfer excess molten metal from the orifice to the cooling surface in the molten state along with a greater amount of heat than can be removed to provide a valid strip. By reducing the feed rate of molten metal 3 78249 and / or increasing the speed of the cooling surface, these disadvantages can be avoided, but this results in a reduction in thickness.

Kun kiteistä nauhaa yritetään valmistaa suurilla nopeuksilla aukkotyyppisissä valujärjestelmissä, on seurauksena tavallisesti laadun heikkeneminen. Kun metalli ruiskutetaan suurinopeuk-siselle jäähdytyspinnalle tai lasketaan täysilevyisenä hitaammin liikkuvalle vaakasuoralle hihnalle, liikkuu se nopeasti pois syöttökohdasta ollen edelleen osittain sulassa tilassa. Nimenomaan tämä tilanne johtaa laadun heikkenemiseen, koska nauha jähmettyy nopeasti jäähdytyspinnan puolelta ja tällöin esiintyy kutistumista, jota voidaan lieventää ainoastaan syöttämällä uutta sulaa metallia. Ilman tällaista uuden sulan metallin syöttämistä kehittyy nopeasti halkeamia nauhan rakenteeseen heikentämään suuresti sen fysikaalisia ominaisuuksia. Aukkotyyppiseen valamiseen liittyviä ongelmia on pyritty poistamaan parantamalla suuttimen geometriaa, esimerkiksi US-patentti 4 274 473, julkaistu 23. kesäkuuta 1981, ja 4 290 476, julkaistu 22. syyskuuta 1981. Aukkotyyppisen valun epäkohta on siinä, että aukko annostelee sulaa metallia määrän, joka itseasiassa määrittää nauhan paksuuden. Lisäksi suhteellisen suuripaineiset päät, joita käytetään syöttämään riittävästi sulaa metallia aukkoon, ja suhteellisen pieni etäisyys valupyörästä sulan metallin vetävyyden aikaansaamiseksi myös rajoittavat nauhan paksuutta.Attempting to produce crystalline strip at high speeds in orifice-type casting systems usually results in deterioration. When the metal is sprayed onto a high speed cooling surface or lowered in full width onto a slower moving horizontal belt, it moves rapidly away from the feed point while still in a partially molten state. It is precisely this situation that leads to a deterioration in quality, as the strip solidifies rapidly on the cooling surface side and shrinkage occurs, which can only be alleviated by feeding new molten metal. Without such feeding of new molten metal, cracks rapidly develop in the structure of the strip, greatly impairing its physical properties. Efforts have been made to eliminate the problems associated with orifice-type casting by improving the nozzle geometry, for example, U.S. Patent 4,274,473, issued June 23, 1981, and 4,290,476, issued September 22, 1981. The disadvantage of orifice-type casting is that the orifice dispenses molten metal actually determines the thickness of the tape. In addition, the relatively high pressure ends used to feed enough molten metal into the orifice and the relatively small distance from the casting wheel to provide melt metal drawability also limit the thickness of the strip.

Paksumpia nauhoja voidaan valmistaa yhdellä yksittäisellä jäah-dytyspinnalla esimerkiksi kastamalla hitaasti pyörivä jäähdy-tyspyörä staattiseen sulaan metalliin huomattavasti paksumpien nauhojen jähmettymisen mahdollistamiseksi. Sula metalli jähmettyy tämän pyörän pinnalle ja jatkaa paksunemistaan ennalta arvioitavalla nopeudella kunnes se poistuu tästä sulan metallin kylvystä tai se erotetaan pinnasta. Sulan metallin uudelleen 4 78249 syöttö estää murtumista, joka tavallisesti liittyy äärellisen kerroksen jähmettymiseen esimerkiksi aukkotyyppisessä valussa. Lisäksi erittäin jyrkkä lämpötilakradientti tämän sulan ja jähmettyneen rintaman välillä johtaa myös suorasti tasaisempaan sisäiseen rakenteeseen ja parempaan yläpinnan laatuun. Epäkohtana tällaisessa kastojärjestelmässä on vaikeus estää sulan metallin jähmettyminen hieman upotetun jäähdytyspyörän reunoilla ja lisäksi menetelmässä pyrkii syntyinään kourumaisia rakenteita. Lisäksi vaikeutena on varmistaa tasainen kosketus jähmettyvän nauhan ja jäähdytyspyörän pinnan välillä sen painuessa sulaan, jolloin huonon kosketuksen vallitessa on seurauksena nauhan huono pintalaatu valupuolella. Tällaiset vaikeudet johtavat paikallisiin muutoksiin nauhan paksuudessa, jolloin valmistuu ohuempia osia, kun kosketus on vähäisempi tai sitä ei ole lainkaan.Thicker strips can be made on a single cooling surface, for example, by dipping a slowly rotating cooling wheel in static molten metal to allow the thicker strips to solidify. The molten metal solidifies on the surface of this wheel and continues to thicken at a predictable rate until it exits this bath of molten metal or is separated from the surface. Re-feeding of molten metal 4 78249 prevents fracture, which is usually associated with solidification of the finite layer, for example in orifice-type casting. In addition, the very steep temperature gradient between this molten and solidified front also leads directly to a more uniform internal structure and better top surface quality. The disadvantage of such a dipping system is the difficulty in preventing the molten metal from solidifying at the edges of the slightly submerged cooling wheel, and in addition the method tends to have gutter-like structures. In addition, it is difficult to ensure even contact between the solidifying strip and the surface of the cooling wheel as it presses into the melt, whereby poor contact results in poor surface quality of the strip on the casting side. Such difficulties lead to local changes in the thickness of the strip, resulting in thinner parts when there is less or no contact.

Muita suoravalumenetelmiä on ehdotettu, mutta ne eivät ole kehittyneet kaupallisiksi menetelmiksi. Esimerkiksi sulan metallin kaataminen liikkuvan valupyörän päälle aikaansaa paksuudeltaan epätasaisen nauhan, huonot reunat ja ei-hyväksyttävän laadun. US-patentissä 993 904, päivätty 30. toukokuuta 1911, on esitetty laite, johon kuuluu ensimmäinen sulan metallin astia, jossa on painovoimainen purkausaukko toisen astian tarjotinmai-seen alempaan osaan siinä olevan sulan metallin tason alapuolelle. Sula metalli kulkee ulos toisesta astiasta ylivir-tauksen vaikutuksesta sulan metallin syöttämiseksi valupyörään. US-patentissa 3 381 739, julkaistu 7 päivä toukokuuta 1968, on esitetty menetelmä levy- tai nauhamateriaalin muodostamiseksi antamalla nesteen virrata pinnalla, joka on kasteltu ja joka muodostaa sillan liikkuvalle valupinnalle, jossa materiaali jähmettyy.Other direct casting methods have been proposed, but have not developed into commercial methods. For example, pouring molten metal onto a moving casting wheel results in a strip of uneven thickness, poor edges, and unacceptable quality. U.S. Patent No. 993,904, issued May 30, 1911, discloses an apparatus comprising a first molten metal vessel having a gravity discharge opening in the tray-like lower portion of the second vessel below the level of the molten metal therein. The molten metal exits the second vessel due to overflow to feed the molten metal to the casting wheel. U.S. Patent 3,381,739, issued May 7, 1968, discloses a method of forming a sheet or strip material by allowing fluid to flow on a surface that is wetted and forms a bridge to a moving casting surface where the material solidifies.

Nyt tarvitaan menetelmää, joka soveltuu suoravaletun nauhan kaupalliseen valmistukseen, jonka nauhan pinnan laatu on ver- 5 78249 rannollinen tai parempi kuin tavanomaisesti valmistetussa nauhassa. Suoravalumenetelmän ja -laitteen tulee aikaansaada nauha, joka on parempi kuin aukkotyyppisessä valussa samoin kuin muissa tunnetuissa suoravalumenetelmissä mukaanlukien kastovalujärjestelmät, vaakasuorat nivelhihnajäähdytysjärjestelmät ja kaksoisvalutelat. Tehtävänä on se, että menetelmä ja laite poistavat tunnettujen suoravalumenetelmien epäkohdat. Lisäksi nyt tarvitaan menetelmää ja laitetta, joka mahdollistaa suhteellisen paksun nauhan suoravalun nauhan paksuuden ollessa suurempi kuin 0,254 mm ja jopa 2,54 mm tai yli. On suotavaa, että suoravalunauhan kutistumiseen ja halkeamiseen vaikuttavat tekijät minimoidaan tai eliminoidaan nauhan parantuneen pinnanlaadun ja rakenteen aikaansaamiseksi. Lisäksi menetelmälle ja laitteelle on suotava, että se soveltuu kaupalliseen nauhantuotantoon alhaisemmin kustannuksin ja helpottaa uusien seosten tuotantoa. Suoravalunauhan tulee omata hyvä pinnanlaatu, hyvät reunat ja rakenne sekä ominaisuudet jotka ovat vähintään yhtä hyviä kuin tavanomaisesti valetussa nauhassa.There is now a need for a method suitable for the commercial manufacture of a direct cast strip having a strip surface quality comparable to or better than a conventionally made strip. The direct casting method and apparatus should provide a strip that is superior to orifice type casting as well as other known direct casting methods including immersion casting systems, horizontal joint belt cooling systems, and double casting rolls. The object is that the method and the device eliminate the disadvantages of the known direct casting methods. In addition, there is now a need for a method and apparatus that allows direct casting of a relatively thick strip with a strip thickness greater than 0.254 mm and up to 2.54 mm or more. It is desirable that factors affecting shrinkage and cracking of the direct cast strip be minimized or eliminated to provide improved surface quality and texture of the strip. In addition, the method and apparatus should be desirable to be suitable for commercial tape production at a lower cost and to facilitate the production of new blends. The direct cast strip must have a good surface quality, good edges and texture, as well as properties that are at least as good as in a conventionally cast strip.

Oheisen keksinnön mukaisesti on järjestetty menetelmä sulan metallin suoravalamiseksi jatkuvaksi kiteiseksi metallinau-haksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat. Ei-hapettava atmosfääri voidaan myös järjestää vyöhykkeeseen.According to the present invention, there is provided a method of direct casting molten metal into a continuous crystalline metal strip, which method is characterized by the features set forth in the characterizing part of claim 1. A non-oxidizing atmosphere can also be provided in the zone.

Lisäksi on järjestetty laite, jolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 2 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.In addition, a device is provided, which is characterized by the things set forth in the characterizing part of claim 2.

6 782496 78249

Elimet ei-suunnatun atmosfäärin järjestämiseksi vyöhykkeeseen voi myös olla järjestettynä.Means for providing a non-directed atmosphere to the zone may also be provided.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti oheisen keksinnön mukaista nau-hanvalulaitetta.Figure 1 schematically shows a strip casting apparatus according to the present invention.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen valuastian poikkileikkausta.Figure 2 shows a cross-section of a casting vessel according to the invention.

Kuvio 2a esittää yksityiskohtaa kuviosta 2.Figure 2a shows a detail of Figure 2.

Kuvio 2b esittää toista yksityiskohtaa kuviosta 2.Figure 2b shows another detail of Figure 2.

Kuvio 3 esittää päällikuvantoa kuvion 2 valuastiasta.Figure 3 shows a top view of the casting vessel of Figure 2.

Kuvio 3a esittää päätykuvantoa kuvion 3 valuastiasta.Figure 3a shows an end view of the casting vessel of Figure 3.

Kuvio 4 esittää leikkausta oheisen keksinnön mukaisen valuastian suositeltavasta sovellutusmuodosta.Figure 4 shows a section of a preferred embodiment of a casting vessel according to the present invention.

Kuvio 5 esittää päällikuvantoa kuvion 4 valuastiasta.Figure 5 shows a top view of the casting vessel of Figure 4.

Kuvio 6 esittää suurennettua sivukuvantoa oheisen keksinnön mukaisen valuastian poistopään suositeltavasta sovellutusmuodosta .Figure 6 shows an enlarged side view of a preferred embodiment of the discharge end of a casting vessel according to the present invention.

Kuviossa 7 on mikrokuva tyypillisestä 304-seoksesta oheisen keksinnön mukaisesti valettuna nauhana.Figure 7 is a photomicrograph of a typical 304 blend as a molded strip in accordance with the present invention.

Kuvio 8 on mikrokuva tyypillisestä 304-seoksesta tavanomaisesti kuumavalssaamalla valmistetussa nauhassa.Figure 8 is a photomicrograph of a typical 304 alloy in a conventionally hot rolled strip.

Kuvio 1 esittää yleisesti valulaitetta 10, johon kuuluu kulje- tusastia 12 ja syöttöastia 14 sulan metallin syöttämiseksi va- 7 78249 luastiaan 18 sulan metallin suoravalamiseksi valupinnalle 20 nauhan tai levyn 15 muodossa olevan jatkuvan tuotteen valmistamiseksi. Sula metalli 19 syötetään astiasta 12 astiaan 14 ja edelleen valuastiaan 18 tavanomaisella tavalla. Pysäytystanko 16 tai muu sopiva elin voi ohjata sulan metallin virtausta valuastiaan 18 esimerkiksi putken 17 kautta. Valuastia 18 on esitetty oleellisesti vaakasuorana ja siinä on vastaanottopää ja lähellä valupintaa 20 oleva poistopää.Figure 1 generally shows a casting apparatus 10 comprising a transport vessel 12 and a feed vessel 14 for feeding molten metal to a casting vessel 18 for direct casting molten metal onto a casting surface 20 to produce a continuous product in the form of a strip or plate 15. The molten metal 19 is fed from the vessel 12 to the vessel 14 and further to the casting vessel 18 in a conventional manner. A stop bar 16 or other suitable member may direct the flow of molten metal into the casting vessel 18, for example through a pipe 17. The casting vessel 18 is shown substantially horizontal and has a receiving end and an outlet end close to the casting surface 20.

Sulan metallin 19 syöttö valuastian 18 lävitse voidaan suorittaa millä tahansa sopivilla tavanomaisilla menetelmillä ja laitteilla kuten erilaisilla astioilla ja sulan metallin pumpuilla. Astia 12 ja syöttöastia 14 voivat olla rakenteeltaan tunnetunlaisia ja niiden tulee soveltua sopivan sulametallimää-rän syöttämiseen valuastiaan 18 nauhan muodostamiseksi jäähdy-tyspyörässä.The supply of molten metal 19 through the casting vessel 18 can be performed by any suitable conventional methods and equipment such as various vessels and molten metal pumps. The vessel 12 and the feed vessel 14 may be of known construction and should be suitable for feeding a suitable amount of molten metal to the casting vessel 18 to form a strip in the cooling wheel.

Myös valupinta 20 voi olla tavanomainen ja se voi olla jatkuvan hihnan muodossa tai valupyörän muodossa. Sopivimmin käytetään valupyörää. Valupinnan koostumus ei vaikuta kriittiseltä oheiselle keksinnölle vaikkakin jotkin pinnat saattavat antaa parempia tuloksia kuin muut. Oheisen keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta on käytetty kuparista, hiiliteräksestä ja ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla valupinnoilla. On tärkeää, että valupintaa voidaan liikuttaa valuastian ohitse säädetyllä nopeudella ja että voidaan aikaansaada halutunlaiset jäähdytysnopeudet riittävän lämpömäärän poistamiseksi sulan metallin jähmettämiseksi nauhamuotoon. Valupinta 20 liikkuu valu-astian 18 ohitse nopeuksilla, jotka voivat vaihdella välillä 6 - 153 m/min, sopivimmin 15 - 92 m/min, mikä sopii kiteisen materiaalin kaupalliseen tuotantoon. Valupinnan 20 tulee olla riittävän kylmä sulan metallin jäähdytyksen aikaansaamiseksi ja lämmön poistamiseksi sulasta metallista sen jähmettämiseksi kiteisen nauhan muotoon. Laitteen 10 jäähdytyspinnan 20 aikaan 8 78249 saamat jäähdytysnopeudet ovat pienempiä kuin 10.000eC sekunnissa ja tyypillisesti alle 2000°C sekunnissa.The casting surface 20 may also be conventional and may be in the form of a continuous belt or a casting wheel. A casting wheel is preferably used. The composition of the casting surface does not appear to be critical to the present invention, although some surfaces may give better results than others. The method and apparatus of the present invention have been used on casting surfaces made of copper, carbon steel and stainless steel. It is important that the casting surface can be moved past the casting vessel at a controlled speed and that the desired cooling rates can be provided to remove a sufficient amount of heat to solidify the molten metal into strip form. The casting surface 20 moves past the casting vessel 18 at speeds that can range from 6 to 153 m / min, preferably 15 to 92 m / min, which is suitable for commercial production of crystalline material. The casting surface 20 should be cold enough to provide cooling for the molten metal and to remove heat from the molten metal to solidify it into a crystalline strip. The cooling rates provided by the cooling surface 20 of the device 10 8 78249 are less than 10,000 ° C per second and typically less than 2,000 ° C per second.

Kaksi tärkeätä valupinnan piirrettä on siinä, että valupinnan liikesuunta on yleisesti ylöspäin astian 18 poistopään ohitse ja että sulan metallin vapaa pinta on poistopäässä 26. Sulan metallin vapaa pinta poistopäässä 26 on oleellinen valetun nauhan päällipinnan hyvän laadun aikaansaamiseksi. Termillä "vapaa” tarkoitetaan, että päällipinta ei ole rakenteen rajaama eli se ei ole kosketuksissa astian rakenteen kanssa ja se voi vapaasti ottaa oman tasonsa vastaanotto-osan 22 ja poistopään 26 välissä. Yleisesti rata suuntautuu kulmassa Θ, jonka arvo on välillä noin 0° - 135°, vaakasuorasta tasosta ja metallivirran suuntaan mitattuna sulan metallin vapaassa pinnassa poistopäässä olevan metallivirtauksen suunnan ja valupinnan va-luastian 18 poistopäässä olevan vapaan pinnan kohdalla tapahtuvan liikesuunnan välillä. Valupyörälle valupinnan rata on tangentti vapaalle pinnalle astian 18 poistopäässä. Sopivimmin kulma on välillä 0*- 45° vaakasuorasta tasosta. Valupyörälle astia on sopivimmin pyörän yläneljänneksen vieressä, kun sulan metallin vapaa pinta on lähellä valupyörän harjaa, jolloin kulma on noin 0°.Two important features of the casting surface are that the direction of movement of the casting surface is generally upward past the outlet end of the vessel 18 and that the free surface of molten metal is at the outlet end 26. The free surface of molten metal at the outlet end 26 is essential for good cast strip top surface quality. The term "free" means that the top surface is not delimited by the structure, i.e. it is not in contact with the structure of the container and is free to take its own plane between the receiving part 22 and the outlet end 26. Generally, the path is at an angle Θ of about 0 ° to 135 °, from a horizontal plane and measured in the direction of the metal flow between the direction of metal flow at the outlet end of the molten metal and the direction of movement at the outlet end of the casting vessel 18. The casting surface path is tangential to the free surface at the outlet end of the vessel 18. 45 ° from a horizontal plane For a casting wheel, the container is preferably next to the upper quarter of the wheel when the free surface of the molten metal is close to the ridge of the casting wheel, at an angle of about 0 °.

Valuastia 18 on oleellinen oheisen keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteelle 10 ja se on paremmin esitetty kuviossa 2, joka on astian 18 sivukuvanto. Valuastia 18 sijaitsee lähellä valupintaa 20, sopivimmin oleellisesti vaakasuorassa, ja se on muodostettu allakuvatunlaisesta lämpöä eristävästä ja tulen kestävästä materiaalista. Tämä järjestely on välttämätön vaaditun tasaisen ja täysin kehittyneen sulan metallin virtauksen aikaansaamiseksi valupinnalle 20. Astiassa 18 on vastaanottopää 22 takaosassa ja poistopää 26. Sopivimmin vastaanottopäällä 22 ja poistopäällä 26 on oleellisesti sama poikkileikkausala tai poistopäällä 26 on suurempi poikkileik- 9 78249 kausala mitattuna kohtisuoraan metallivirtauksen suuntaan näh-den vastaanottopäästä 22 poistopäähän 26. Vastaanottopää 22 on esitetty syvenpänä kuin poistopää 26, mikä helpottaa sulan metallin 19 vastaanottamista esimerkiksi syottdputkesta 17 ja sulan metallin virtauksen aikaansaamista poistopäähän 26.The casting vessel 18 is essential to the method and apparatus 10 of the present invention and is better shown in Figure 2, which is a side view of the vessel 18. The casting vessel 18 is located close to the casting surface 20, preferably substantially horizontal, and is formed of a heat-insulating and fire-resistant material as described below. This arrangement is necessary to provide the required uniform and fully developed flow of molten metal to the casting surface 20. The vessel 18 has a receiving end 22 at the rear and an outlet end 26. Preferably the receiving end 22 and the outlet end 26 have substantially the same cross-sectional area or the outlet end 26 has a larger cross-sectional area. with respect to the receiving end 22 to the outlet end 26. The receiving head 22 is shown deeper than the outlet end 26, which facilitates receiving the molten metal 19 from, for example, the feed pipe 17 and providing a flow of molten metal to the outlet end 26.

Astian 18 poistopäällä 26 on yleisesti U-muotoinen rakenne, jonka määrittää pohjaseinämäosa 28 ja sivuseinämät 30, kuten kuviossa 3 on esitetty. Sivuseinämien 30 sisäpinnat 31 voivat olla pystysuoria, mutta sopivimmin U-muotoisen rakenteen sivu-seinämien 30 pinnat 31 loittonevat ylöspäin mentäessä metallin-virtauksen helpottamiseksi. Pieni kallistus pyrkii parantamaan metallin virtausta poistopäästä 26, mutta liian suuri kallistus voi aiheuttaa pintajännitysohjauksen häviämisen ja sulan metallin tulvimisen. Kallistus on alle 10° per sivu ja sopivimmin 1 - 5°.The outlet end 26 of the container 18 has a generally U-shaped structure defined by a bottom wall portion 28 and side walls 30, as shown in Figure 3. The inner surfaces 31 of the side walls 30 may be vertical, but preferably the surfaces 31 of the side walls 30 of the U-shaped structure extend away as they go upwards to facilitate the flow of metal. A small tilt tends to improve the flow of metal from the outlet end 26, but too much tilt can cause loss of surface tension control and flooding of molten metal. The inclination is less than 10 ° per side and preferably 1 to 5 °.

Poistopäähän 26 kuuluu pohjaseinämä 28, jossa on yleisesti tasomainen sisäosa, jonka pituus on riittävä aikaansaamaan oleellisesti tasaisen sulan metallin virtauksen poistokohdasta. Tasomaisen seinämäosan pituus mitattuna metallivirtauksen suuntaan on sopivimmin vähintään yhtäsuuri kuin sulametallialtaan syvyys poistopäässä 26. Sopivimmin pituuden suhde leveyteen on vähintään 1:1 tai suurempi. Poistopäässä 26 on sopivimmin kiinteät tai yhtäläiset leveyden ja korkeuden mitat pohjaseinä-män 28 tasomaisen sisäpinnan pituudella tasaisen poikkileik-kausalan määrittämiseksi poistopäähän 26. Poistopään 26 leveys mitattuna sivuseinämien 30 sisäpintojen 31 välistä pitkin sulametallialtaan vapaata pintaa on likimain yhtäsuuri kuin valettavan nauhan leveys. Poistopää 26 sijoitetaan sopivimmin lähelle valupintaa 20, jolloin sivuseinämien 30 päät tai reunat ja pohjaseinämä 28 määrittävät U-muotoisen rakenteen, joka on oleellisesti yhdensuuntainen valupinnan kanssa.The discharge end 26 includes a bottom wall 28 having a generally planar interior portion of sufficient length to provide a substantially uniform flow of molten metal from the discharge point. The length of the planar wall portion measured in the direction of metal flow is preferably at least equal to the depth of the molten metal pool at the outlet end 26. Most preferably, the length to width ratio is at least 1: 1 or greater. The outlet end 26 preferably has fixed or equal width and height dimensions along the planar inner surface of the bottom wall 28 to define a uniform cross-sectional area at the outlet end 26. The width of the outlet head 26 as measured between the inner surfaces 31 of the sidewalls 30 along the free surface of the molten metal pool is approximately equal. The outlet end 26 is preferably located close to the casting surface 20, with the ends or edges of the side walls 30 and the bottom wall 28 defining a U-shaped structure substantially parallel to the casting surface.

10 78249 Läpimenovirtauksen helpottamiseksi vastaanotto-osan 22 ja pois-topään 26 välillä, on järjestettävä väliosa 24 vastaanotto-osan 22 ja poistopään 26 väliin, jotta aikaansaataisiin oleellisesti tasainen virtaus poistopäässä 26. Sopivimmin väliosassa 24 säilyy oleellisesti tasainen poikkileikkausala koko sen pituudella osan 22 vastaanottamiseksi poistopäähän 26. Kuviossa 3 esitetyllä väliosalla 24 on asteittain lisääntyvä leveys vastaan-ottopäästä 22 poistopäähän 26 ja, kuten kuviossa 2 on esitetty, asteittain pienenevä syvyys oleellisesti tasaisen poikkileik-kausalan säilyttämiseksi koko sen pituudella. Väliosa 24 voidaan varustaa kaltevalla pöhjaseinämällä 32, joka asteittain vähentää astian 18 syvyyttä vastaanottopäästä 22 poistopäähän 26. Vastaavalla tavalla väliosassa 24 voi olla vähintään yksi sivuseinämä 34, joka taittuu ulospäin asteittain lisääntyvän leveyden aikaansaamiseksi kapeammasta vastaanottopäästä 22 le-veämpään poistopäähän 26. Kuvio 3 on valuastian 18 päällikuvan-to esittäen väliosan 24 sivuseinämän 34 laajenemista.To facilitate flow through between the receiving portion 22 and the outlet end 26, an intermediate portion 24 must be provided between the receiving portion 22 and the outlet end 26 to provide a substantially uniform flow at the outlet end 26. Preferably, the intermediate portion 24 maintains a substantially uniform cross-sectional area throughout its length to receive the portion 22 at the outlet end. 26. The intermediate portion 24 shown in Figure 3 has a progressively increasing width from the receiving end 22 to the outlet end 26 and, as shown in Figure 2, a progressively decreasing depth to maintain a substantially uniform cross-sectional area throughout its length. The intermediate portion 24 may be provided with an inclined bottom wall 32 which gradually reduces the depth of the vessel 18 from the receiving end 22 to the outlet end 26. Similarly, the intermediate portion 24 may have at least one sidewall 34 that folds outward to provide a progressively increasing width from the narrower receiving end 22 to the wider outlet end. 18 is a plan view showing an expansion of the side wall 34 of the intermediate portion 24.

Kuviossa 2 on esitetty, että sulkuja tai patolevyjä 36 voidaan käyttää valuastiassa 18 esimerkiksi väliosassa 24 tai kohdassa missä osa 24 vaihtuu poistopääksi 26, jotta tällä tavoin edelleen helpotettaisiin tasaisen virtauksen kehittymistä. Patole-vyt 36 tulee valmistaa tulen kestävästä tai lämmönkestävästä materiaalista, joka samalla on kestävä sulan metallin aiheuttamaa korroosiota vastaan. Tulen kestävä Kaowool-levy käsiteltynä laimennetulla kolloidisella piidioksidi-suspensiolla on osoittautunut tyydyttäväksi. Sulut 36 voivat ulottua poikki koko valuastian 18 leveyden tai ne voivat ulottua osalle sen leveyttä. Kuten kuviossa 2 on esitetty, on sulan metallin taso sopivimmin valuastian 18 vastaanottopäässä 22 likimain sama kuin sulan metallin taso poistopäässä 26. Sulut 36 ovat käyttökelpoisia puskuroimaan tai vaimentamaan virtausta, jotta helpotettaisiin tasaisen täysin kehittyneen virtauksen kehittymistä ja jotta rajoitettaisiin pintaoksidien ja kuonan liikettä.Figure 2 shows that the closures or dam plates 36 can be used in the casting vessel 18, for example in the intermediate part 24 or at the point where the part 24 changes to the outlet end 26, in order to further facilitate the development of a uniform flow. Patio plates 36 should be made of a fire-resistant or heat-resistant material that is at the same time resistant to corrosion caused by molten metal. A fire-resistant Kaowool sheet treated with a dilute colloidal silica suspension has proven satisfactory. The brackets 36 may extend across the entire width of the casting vessel 18 or may extend over a portion of its width. As shown in Figure 2, the level of molten metal at the receiving end 22 of the casting vessel 18 is preferably approximately the same as the level of molten metal at the outlet end 26. The valves 36 are useful for buffering or damping flow to facilitate uniform fully developed flow and limit surface oxide and slag movement.

11 7824911 78249

Kuviot 2a ja 2b kuvaavat virtaavan sulan metallin pintajännityksen käyttöä muodostamaan valettavan nauhan pinnat. Kuvio 2a on yksityiskohtainen leikkaus valupinnan 20 vieressä olevasta poistopään 26 osasta. Poistopäästä 26 virtaava sula metalli muodostaa ja ylläpitää meniskin 35 U-muotoisen rakenteen pohja-seinämän 28 sisäpinnan ja valupinnan välissä. Meniskin 35 muodostava pintajännite muodostaa valettavan nauhan 15 pohjan. Sulan metallin vapaan pinnan pintajännitys poistopäässä 26 muodostaa käyräviivaisen osan 39 sulan metallin päälle U-muotoi-sessa rakenteessa sen muodostaessa nauhatuotetta.Figures 2a and 2b illustrate the use of surface tension of flowing molten metal to form the surfaces of a strip to be cast. Figure 2a is a detailed section of a portion of the outlet end 26 adjacent the casting surface 20. The molten metal flowing from the outlet end 26 forms and maintains a U-shaped structure of the meniscus 35 between the inner surface of the bottom wall 28 and the casting surface. The surface tension forming the meniscus 35 forms the bottom of the strip 15 to be cast. The surface tension of the free surface of the molten metal at the discharge end 26 forms a curvilinear portion 39 over the molten metal in a U-shaped structure as it forms a strip product.

Kuvio 2b kuvaa poistopäätä 26 lähellä valupintaa 20 esittäen jähmettyvää metallia 19 niiden välissä poistopään 26 alapuolelta tarkasteltuna. Sulan metallin 19 pintajännitys muodostaa kuperat pinnat tai meniskit 37 poistopään 26 ja valupinnan 20 väliin sivuseinämien 30 sisäpintojen 31 kohdalle lähelle pöhjaseinämää 28.Figure 2b illustrates the discharge end 26 near the casting surface 20, showing the solidifying metal 19 therebetween as viewed from below the discharge end 26. The surface tension of the molten metal 19 forms convex surfaces or meniscus 37 between the outlet end 26 and the casting surface 20 at the inner surfaces 31 of the side walls 30 close to the bottom wall 28.

Valuastian 18 suositeltava sovellutusmuoto on esitetty kuvion 4 sivukuvannossa ja kuvion 5 päällikuvannossa. Esitetyssä astiassa 18 on ulkopuolinen metallinen tukikuori 38, tulen kestävä eristys 40 ja verhous 42, joka määrittää valuastian 18 sisäpinnan ja joka oh kosketuksissa sulan metallin kanssa valun aikana. Astia 18 tulee valmistaa tulen kestävästä materiaalista, joka on lämpöä eristävää ja kestää sulan metallin aiheuttaman korroosion. Valuastia voidaan kiinnittää johonkin sopivaan pöytään tai elimeen astian suuntaamiseksi ja paikoittamiseksi halutussa valuasennossa valupinnan tai pyörän 20 suhteen. Valu-astian 18 poistopäässä 26 tulee olla etupinta tai sivuseinämien 30 reunat 33 ja pohjaseinämä 28, jotka määrittävät ja muodostavat U-muotoisen rakenteen, tulee olla muotoiltuja valupinnan mukaisesti. Tämä voidaan suorittaa yksinkertaisesti käyttämällä piikarbidi -hiomapaperia 60 - 100, jota pidetään valupinnan ja astiayksikön välissä ja hangataan paperia vasten astiaa 18 sen 12 78249 reunojen saattamiseksi yhdensuuntaiseksi pyörän kanssa. Valuas-tian 18 etupinta 33 voidaan sen jälkeen päällystää zirkoni-sementillä harjaamalla ja antaa sen kuivua ennen valua.A preferred embodiment of the casting vessel 18 is shown in a side view of Figure 4 and a top view of Figure 5. The vessel 18 shown has an outer metal support shell 38, a fire resistant insulation 40 and a cladding 42 which defines the inner surface of the casting vessel 18 and which is in contact with the molten metal during casting. The container 18 should be made of a fire-resistant material that is heat-insulating and resistant to corrosion by molten metal. The casting vessel may be attached to a suitable table or member for orienting and positioning the vessel in the desired casting position relative to the casting surface or wheel 20. The outlet end 26 of the casting vessel 18 should have a front surface or the edges 33 of the side walls 30 and the bottom wall 28 defining and forming the U-shaped structure should be shaped according to the casting surface. This can be accomplished simply by using a silicon carbide sandpaper 60-100 held between the casting surface and the container unit and rubbed against the paper container 18 to bring its edges 12 78249 parallel to the wheel. The front surface 33 of the cast-Tian 18 can then be coated with zirconium cement and allowed to dry before casting.

Kuviot 4 ja 5 kuvaavat oheisen keksinnön mukaisen valuastian 18 suositeltavaa sovellutusmuotoa, joka on käyttökelpoinen 100 mm:n levyisten nauhojen valamiseen ja noin 330 mm:n leveyteen saakka ja sitä voidaan käyttää 1220 mm:n leveyteen saakka. Metallista tukikuorta 38 voidaan käyttää riippuen eristyskerroksessa 40 käytettävän materiaalin tyypistä. Eristyskerros 40 voi olla vaahdotettu keramiikkasementtieriste, joka tarvitsee ulkopuolisen tuen, esim. metallisen tukikuoren 38. Jos vaihtoehtoisesti käytetään tavanomaisia tulen kestäviä tiiliä ja muurataan niillä halutut muodot ja sen jälkeen koverretaan niitä haluttujen sisä- ja ulkomittojen aikaansaamiseksi, ei ulkokuori 38 tällöin ole välttämätön. Astia 18 voidaan muodostaa myös valettavasta keraamisesta materiaalista. Verhous 42 valuastian 18 sisäpinnalla tehdään myös eristävästä, tulen kestävästä ja sulaa metallia kestävästä materiaalista. On havaittu, että runsaasti alumiinikuitusilikaattiseosta sisältävä eristävä huopa on käyttökelpoinen, esim. Fiberfrax, joka on kyllästetty laimennetussa kolloidisessa piidioksiidi suspensiossa ja muotoiltu valuastiassa 18 ja sen jälkeen kuivattu ennen varsinaista käyttöä.Figures 4 and 5 illustrate a preferred embodiment of a casting vessel 18 according to the present invention, which is useful for casting strips 100 mm wide and up to a width of about 330 mm and can be used up to a width of 1220 mm. A metal support shell 38 may be used depending on the type of material used in the insulating layer 40. The insulating layer 40 may be a foamed ceramic cement insulator in need of external support, e.g. a metal support shell 38. Alternatively, conventional refractory bricks are used to form the desired shapes and then concave to provide the desired internal and external dimensions, then the outer shell 38 is not necessary. The container 18 can also be formed of a cast ceramic material. The cladding 42 on the inner surface of the casting vessel 18 is also made of an insulating, fire-resistant and molten metal-resistant material. It has been found that an insulating felt rich in alumina silicate blend is useful, e.g., Fiberfrax impregnated in a dilute colloidal silica suspension and formed in a casting vessel 18 and then dried prior to actual use.

Kuvioissa 4 ja 5 on esitetty myös takimmainen ylivirtausele-mentti 44, johon kuuluu taaksepäin kalteva pinta 45, joka ulottuu valuastian 18 sisäpinnalta valuastian 18 ulkoseinämille. Ylivirtauselementin 44 korkeus määrää sulan metallin suurimman syvyyden, joka voi sisältyä vastaanottopäähän 22 ja vastaavasti sulan metallin syvyyden valuastian 18 poistopäässä 26. Ylivir-tauselementti 44 helpottaa sulan metallin tason säätämistä valuastiassa 18, mikä on oleellista valetun nauhan paksuuden ja laadun säädön kannalta.Figures 4 and 5 also show a rear overflow element 44 having a rearwardly sloping surface 45 extending from the inner surface of the casting vessel 18 to the outer walls of the casting vessel 18. The height of the overflow element 44 determines the maximum depth of molten metal that may be included in the receiving end 22 and the depth of molten metal at the outlet end 26 of the casting vessel 18. The overflow element 44 facilitates adjusting the level of molten metal in the casting vessel 18.

13 7824913 78249

Kuviossa 4 on lisäksi esitetty valuastia 18, jossa voi vaihtoehtoisesti olla kansiyksikkö 46 valuastian 18 väliosan 24 läheisyydessä. Kanteen 46 kuuluu alaspäin ulottuvat seinämät 48 ja 50, jotka on yhdistetty pöhjapinnalla 52. Alaspäin ulottuvat seinämät 48 ja 50 ovat samanlaisia kuin patolevyt kuviossa 2. Kansiin 46 muodostuu tavallisesti tulen kestävästä, eristävästä ja sulaa metallia kestävästä materiaalista. Kanteen 46 voi kuulua verhous 42, tulen kestävä eristyskerros 40 ja ulkopuolinen metallikuori 38, jolloin kannen rakenne on samanlainen kuin valuastian 18. Kansi 46 voi ulottua valuastian 18 koko leveydelle tai osalle sen leveyttä väliosan 24 läheisyydessä. On tärkeää, että kansi 46, joka on käyttökelpoinen pitämään lämmön valuas-tiassa 18 olevassa sulassa metallissa, ei kosketa sulaa metallia vastaanottopäässä 22 ja poistopäässä 26, jotta vapaa pinta säilyisi poistopäissä 26. Kansi voi ulottua myös koko taaemman vastaanotto-osan 22 alueelle tai osalle sitä suojaavan atmosfäärin pitämiseksi siellä.Figure 4 further shows a casting vessel 18, which may alternatively have a lid unit 46 in the vicinity of the intermediate part 24 of the casting vessel 18. The cover 46 includes downwardly extending walls 48 and 50 connected by a base surface 52. The downwardly extending walls 48 and 50 are similar to the dam plates in Figure 2. The covers 46 are usually formed of a fire resistant, insulating and molten metal resistant material. The lid 46 may include a cladding 42, a fire resistant insulating layer 40, and an outer metal shell 38, the lid structure being similar to that of the casting vessel 18. The lid 46 may extend over all or part of the width of the casting vessel 18 in the vicinity of the spacer 24. It is important that the lid 46, which is useful to retain heat in the molten metal in the casting vessel 18, does not contact the molten metal at the receiving end 22 and the outlet end 26 to maintain a free surface at the outlet ends 26. The lid may extend to all or part of the rear receiving portion 22 to keep the atmosphere that protects it there.

Kuvio 6 esittää toista sovellutusmuotoa, missä astian 18 poistopää 26 on varustettu elimillä ei-hapettavan atmosfäärin järjestämiseksi sulan metallin yläpuolelle U-muotoisen rakenteen leveydelle poistopäässä lähellä valupintaa 20 sekä elimet sulan metallin säteilyjäähdyttämiseksi tällä vyöhykkeellä. Nämä kaksi piirrettä voivat esiintyä erikseen tai yhdessä.Figure 6 shows another embodiment in which the outlet end 26 of the vessel 18 is provided with means for providing a non-oxidizing atmosphere above the molten metal to the width of the U-shaped structure at the outlet end near the casting surface 20 and means for radiatively cooling the molten metal in this zone. These two traits can occur separately or together.

Elimet ei-hapettavan atmosfäärin aikaansaamiseksi tarjoavat inerttien tai pelkistävien kaasujen suojaavan kannen sulan metallin päällä olevassa vyöhykkeessä poistopään 26 U-muotoisessa rakenteessa. Kaasut minimoivat tai estävät kuonan ja oksidien muodostumisen sulan metallin pinnalle, jotka oksidit voisivat joutua valettuun nauhaan. Ei-hapettava atmosfääri voi olla staattinen tai kiertävä atmosfääri. Sopivimmin ei-koskettava kansi sulan metallin yläpuolella valuastian 18 poistopäässä 26 ja vähintään yksi kaasusuutin tai sarja suuttimia 56 aikaansaa 14 78249 jatkuvan inertin tai pelkistävän kaasun virtauksen vastakkaiseen suuntaan valunauhan suuntaan nähden. Kaasu syötetään sopivimman siten, että se törmää sulan metallin päällä olevaan vyöhykkeeseen kohdassa, josta nauha lähtee. Tämä sovellutusmuoto voi tarjota suojaavan kannen sulan metallin päällä olevan vyöhykkeen eristämiseksi, jolloin inerttejä tai pelkistäviä kaasuja johdetaan kaasusuihkuihin oksiidien työntämiseksi pois nauhan muodostuskohdasta. Sarja kapeita kaasusuuttimia 56 on sijoitettu pitkin valettavan nauhan leveyttä siten, että kaasu-suihkut törmäävät vyöhykkeeseen, missä nauha poistuu sulan metallin altaasta. Suuttimet 56 on suunnattu vasten valettavaa nauhaa tietyssä kulmassa muodostetun nauhan tasoon nähden, joka kulma sopivimmin on noin 20 - 30°.Kaasuvaippa voi muodostua kaasusta, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluu vety, argoni, helium ja typpi, jotta minimoitaisiin oksidit, jotka voivat muodostua valun aikana. Suuttimista 56 tulevien kaasujen nopeuden on oltava melko alhainen, koska suuremmilla nopeuksilla voi aiheutua häiriöitä sulan metallin yläpinnassa ja sen seurauksena vaurioita valunauhalle.The means for providing a non-oxidizing atmosphere provide a protective cover for inert or reducing gases in the zone over the molten metal in the U-shaped structure of the outlet end 26. The gases minimize or prevent the formation of slag and oxides on the surface of the molten metal, which oxides could get into the cast strip. The non-oxidizing atmosphere may be a static or circulating atmosphere. Preferably, the non-contact lid above the molten metal at the outlet end 26 of the casting vessel 18 and the at least one gas nozzle or series of nozzles 56 provide a continuous flow of inert or reducing gas in the opposite direction to the direction of the casting strip. The gas is fed most conveniently so that it impinges on the zone on top of the molten metal at the point where the strip leaves. This embodiment may provide a protective cover to insulate the zone over the molten metal, with inert or reducing gases being introduced into the gas jets to push the oxides away from the strip formation site. A series of narrow gas nozzles 56 are positioned along the width of the strip to be cast so that the gas jets impinge on the zone where the strip exits the molten metal pool. The nozzles 56 are directed against the strip to be cast at a certain angle to the plane of the formed strip, which angle is preferably about 20 to 30 °. The gas jacket may be formed of a gas selected from the group consisting of hydrogen, argon, helium and nitrogen to minimize oxides that may formed during casting. The velocity of the gases coming from the nozzles 56 must be quite low, because higher velocities can cause disturbances on the upper surface of the molten metal and consequently damage to the casting strip.

Mukaan voi kuulua elimet sulan metallin säteilyjäähdyttämiseksi vyöhykkeessä, jolloin ne tarjoavat jäähdytyksen vyöhykkeen läheisyydessä lämmön poistamisen helpottamiseksi sulan metallin päällipinnalta. Jäähdytys voidaan suorittaa putkilla 54, jotka on sijoitettu sulan nesteen yläpuolelle säteillyn lämmön poistamiseksi sulasta metallista. Jäähdytysaineena voidaan käyttää vettä tai muuta nestettä. Sopivimmin on järjestetty kansi, johon kuuluu sarja vesijäähdytteisiä putkia 54, jotka on kiinnitetty valuastian päälle tulen kestävällä materiaalilla ja sementillä. Sulan metallin päällipinnan säteilyjäähdytys sulan virratessa poistopään 26 U-muotoisesta rakenteesta valupinnalle parantaa lämmön poistamista jähmettyvän sulan metallin päällipinnalta, jolloin valetun nauhan päällipinnan laatu ja rakenne paranee nauhassa tapahtuvan dentriittisen rakenteen kasvun säädön avulla.There may be means for radially cooling the molten metal in the zone, thereby providing cooling in the vicinity of the zone to facilitate heat removal from the surface of the molten metal. Cooling can be performed by tubes 54 placed above the molten liquid to remove radiant heat from the molten metal. Water or another liquid can be used as the coolant. Preferably, a lid is provided which includes a series of water-cooled tubes 54 secured to the casting vessel with a refractory material and cement. Radiant cooling of the molten metal surface as the melt flows from the discharge head 26 U-shaped structure to the casting surface improves heat removal from the solidifying molten metal surface, thereby improving the quality and structure of the cast strip surface by controlling the growth of dendritic structure in the strip.

15 7824915 78249

Sopivinsnin käytetään ei-hapettavan atmosfäärin aikaansaavia elimiä ja säteilyjäähdyttäviä elimiä yhdessä. Ei-koskettava kansi sulan metallin päällä olevan vyöhykkeen tiivistämiseksi poistopäässä 26 käsittää jäähdytyselimet sulasta metallista säteilleen lämmön poistamiseksi ja ei-hapettavan atmosfäärin elimet. Sopivimmin kanteen kuuluu sarja vesijäähdytteisiä putkia 54 ja sarja kaasusuuttimia 56. Tässä sovellutusmuodossa inertit kaasut jäähdytetään putkilla 54/ jotka lisäksi helpottavat säteilylämmön poistoa. Jäähdytysputket 54 sisältävä kansi tiivistää vyöhykkeen oksidien ja kuonan muodostuksen vähentämiseksi, jotka aineet voisivat joutua nauhatuotteeseen.Non-oxidizing atmosphere generating members and radiation cooling members are used together. The non-contact cover for sealing the zone over the molten metal at the outlet end 26 comprises cooling means for radiating heat from the molten metal and non-oxidizing atmosphere means. Most preferably, the cover includes a series of water-cooled tubes 54 and a series of gas nozzles 56. In this embodiment, the inert gases are cooled by tubes 54 / which further facilitate the removal of radiant heat. The lid containing the cooling tubes 54 seals the zone to reduce the formation of oxides and slag that could enter the strip product.

Oheisen keksinnön mukaista valulaitetta käytettäessä astia 12, astia 14 ja valuastia 18 esilämmitetään toimintalämpötiloihinsa ennen sulan metallin syöttämistä valuastiaan 18 nauhamateriaa-lin valmistamista varten. Mitkä tahansa tavanomaiset lämmityse-limet soveltuvat ja niitä voidaan käyttää. Ilma-asetyleeni- tai ilma-luonnonkaasulämmitystä sijoitettuna vastaanottopäähän 22 voidaan käyttää samoin kuin voidaan järjestää etukannen esiläm-mitys valuastian U-muotoisen rakenteen etureunojen lämmittämiseksi, jotka reunat sijoittuvat lähelle valupintaa 20. Tavanomaiset esilämmityslämpötilat ruostumatonta terästä valettaessa ovat luokkaa 1030 - 1100° C. Sen jälkeen kun esilämmityksen minimitaso on saavutettu, poistetaan lämmitysliekit ja astia 18 sijoitetaan lähelle valupintaa ennalta määrätylle etäisyydelle, esim. etäisyydelle 0,13 - 0,51 mm.Using the casting apparatus of the present invention, the vessel 12, vessel 14, and casting vessel 18 are preheated to their operating temperatures prior to feeding molten metal to the casting vessel 18 to produce the strip material. Any conventional heating adhesives are suitable and can be used. Air acetylene or natural gas heating located at the receiving end 22 can be used as well as preheating the front lid to heat the leading edges of the U-shaped structure of the casting vessel, the edges of which are close to the casting surface 20. Typical preheating temperatures in stainless steel C. class 1030 - 1100 after the minimum level of preheating is reached, the heating flames are removed and the vessel 18 is placed close to the casting surface at a predetermined distance, e.g. 0.13 to 0.51 mm.

Aloitettaessa menetelmää, jossa valuseos valetaan suoraan sulasta metallista jatkuvaksi nauhaksi, sula metalli 19 syötetään kuljetuskauhasta tai -astiasta 12 syöttöastiaan 14 ja sen jälkeen oleellisesti vaakasuorassa olevaan valuastiaan 18. Sulan metallin virtausta syöttöastiasta 14 valuastiaan 18 voidaan ohjata ja säätää venttiilielimillä, esim. pysäytystangolla 16, ja putken 17 avulla valuastian 18 takimmaiseen syöttöosaan tai 16 78249 vastaanottopäähän 22. Kun astia 18 alkaa täyttyä sulalla metallilla r alkaa sula metalli virrata kohti astian poistopäätä ja se virtaa väliosan 24 lävitse ja poistopään 26 lävitse kuten kuviossa 2 on esitetty. Valuastia 18 mahdollistaa sulan metallin virtaamisen siten, että sitä syötetään astian 18 poistopää-hän 26. Valuastiassa 18 voi olla esimerkiksi kuviossa 2 esite-tynlaisia sulkuja 36 sulan metallin 19 virtauksen vaimentamiseksi ja puskuroimiseksi, jotta helpotettaisiin tasaisen ja täysin kehittyneen virtauksen muodostumista poistopäähän 26. Sula metalli säilyttää sopivimmin oleellisesti tasaisen virtauksen poikkileikkausalan vastaanottopäästä 22 poistopäähän 26. Tavallisesti poistopää 26 on leveämpi kuin vastaanottopää 22 ja U-muotoisen rakenteen leveys on likimain sama kuin valettavan nauhan leveys. Valuastiassa 18 on valutila, jossa on kalteva ja viuhkamainen väliosa. Valuastia 18 on suunniteltu estämään sulan metallin poikittaisvirtaukset astiassa samalla kun se kehittää tasaisen turbulentin virtauksen poistopäästä 26 U-muotoisen rakenteen leveydellä päässä 26 siten, että täysin kehittyneellä virtauksella on vastaanottopäästä 22 poistopäähän 26 tapahtuvan virtaussuunnan mukaiset nopeudet. Sulan metallin taso poistopäässä 26 on likimain sama kuin vastaanottopäässä 22, vaikkakin sulan metallin syvyys on pienempi poistopäässä 26. Sula metalli jatkaa virtausta poistopäästä 26 liikkuvalle valupinnalle 20 siten, että poistopään U-muotoisen rakenteen leveydellä on oleellisesti tasainen sulan metallin virtaus valupinnalle 20. Poistopäässä 26 olevalla sulalla metallilla on päällipintajännitys ja aukosta lähtevällä sulalla metallilla on reunapintajännitys, joka osittain muodostaa valetun nauhan 15 päällipinnan ja reunat. Pohjapinta muodostuu meniskin muodossa olevasta pintajännityksestä U-muotoisen rakenteen sisäpinnan pohjan ja valupinnan välissä.When starting a process in which a casting mixture is cast directly from molten metal into a continuous strip, the molten metal 19 is fed from a transport bucket or vessel 12 to a feed vessel 14 and then to a substantially horizontal casting vessel 18. The flow of molten metal from feed vessel 14 to casting vessel 18 can be controlled and regulated by valve members 16. and a tube 17 to the rear feed portion 22 of the casting vessel 18 or 16 78249 to the receiving end 22. As the vessel 18 begins to fill with molten metal r, the molten metal begins to flow toward the outlet end of the vessel and flow through the intermediate portion 24 and the outlet end 26 as shown in FIG. The casting vessel 18 allows molten metal to flow by feeding it to the outlet end 26 of the vessel 18. The casting vessel 18 may have, for example, barriers 36 as shown in Figure 2 to dampen and buffer the flow of molten metal 19 to facilitate a uniform and fully developed flow to the outlet end 26. the metal preferably maintains a substantially constant flow from the cross-sectional area receiving end 22 to the outlet end 26. Usually, the outlet end 26 is wider than the receiving end 22 and the width of the U-shaped structure is approximately the same as the width of the strip to be cast. The casting vessel 18 has a casting space with a sloping and fan-shaped intermediate part. The casting vessel 18 is designed to prevent transverse flows of molten metal in the vessel while generating a uniform turbulent flow from the outlet end 26 over the width of the U-shaped structure 26 so that the fully developed flow has velocities corresponding to the flow direction from the receiving end 22 to the outlet end 26. The level of molten metal at the outlet end 26 is approximately the same as at the receiving end 22, although the depth of molten metal is less at the outlet end 26. The molten metal continues to flow from the outlet end 26 to the movable casting surface 20 so that the outlet end has a substantially uniform flow of molten metal to the casting surface 26 the molten metal on the surface has a surface tension and the molten metal exiting the opening has an edge surface tension which partially forms the surface and edges of the cast strip 15. The base surface consists of a surface tension in the form of a meniscus between the base of the inner surface of the U-shaped structure and the casting surface.

Vaikkakaan ei ole tarkoitus tarttua teoriaan, vaikuttaa siltä, että astian 18 poistopäästä lähtevän sulan metallin jähmettymi- 17 78249 nen alkaa valupintaa koskettavan sulan metallin kanssa sen poistuessa astian 18 poistopään 26 U-muotoisen aukon pohjasta. Nauha jähmettyy sulan metallin altaasta, joka on valupinnan saatavilla astian 18 poistopäässä, ja muodostaa tietyn paksuuden, jolloin jähmettyvässä nauhassa on jatkuvasti tietty sulan metallin yliannos kunnes nauha poistuu astian 18 poistopäästä 26. Tällaisen sulan metallin altaan ulkotaan muodostavan oleellisen osan nauhan paksuudesta sen koskettaessa liikkuvaa valu-pintaa 20, jolloin ainoastaan pieni osa nauhan paksuudesta on seurausta sulan metallin jähmettymisestä vedettäessä sitä ulos astiasta 18 lähellä käyräviivaisen pintajännitysosan 39 yläpuolta. On arvioitu, että yli 70 % ja todennäköisesti yli noin 80 % nauhan paksuudesta on seurausta meniskin 35 vieressä olevasta sulasta metallista. Sula metalli jähmettyy sulametallial-taan pohjasta, joka on järjestetty valupinnalle astian 18 poistopään 26 U-muotoisen rakenteen pohjasta.Although not wishing to be bound by theory, it appears that solidification of the molten metal exiting the discharge end of the vessel 18 begins with the molten metal in contact with the casting surface as it exits the bottom of the U-shaped opening of the discharge end 26 of the vessel 18. The strip solidifies from the molten metal pool available on the casting surface at the outlet end of the vessel 18 and forms a certain thickness, with the solidifying strip continuously having a certain molten metal overdose until the strip exits the outlet end 26 of the vessel 18. Such a molten metal basin exits a substantial portion of the strip surface 20, whereby only a small portion of the thickness of the strip is due to solidification of the molten metal as it is pulled out of the vessel 18 near the curved surface tension portion 39. It has been estimated that more than 70% and probably more than about 80% of the strip thickness is due to the molten metal adjacent to the meniscus 35. The molten metal solidifies in its molten metal base from the bottom provided on the casting surface from the bottom of the U-shaped structure of the outlet end 26 of the vessel 18.

Valupinta 20 liikkuu valuastian 18 ohitse yleisesti ylöspäin poistopään 26 U-muotoisen aukon pohjasta aukon avoimeen yläosaan. Astian 18 asento valupinnalla 20 ja valupinnan nopeus on ennalta määrättyjä tekijöitä valetun nauhan tietyn laadun ja paksuuden aikaansaamiseksi. Jos valupinta 20 on valupyörä, sijoitetaan astia 18 sopivimmin valupyörän ylemmän neljänneksen kohdalle.The casting surface 20 moves past the casting vessel 18 generally upwardly from the bottom of the U-shaped opening of the outlet end 26 to the open top of the opening. The position of the vessel 18 on the casting surface 20 and the speed of the casting surface are predetermined factors for achieving a certain quality and thickness of the cast strip. If the casting surface 20 is a casting wheel, the container 18 is preferably placed at the upper quarter of the casting wheel.

Oheisen keksinnön mukaiseen menetelmään liittyy useiden tekijöiden säätö, mistä on seurauksena mahdollisuus valaa halutun paksuisia metallinauhoja välillä 0,25 - 1,52 mm ja joilla on hyvä pinnanlaatu ja reunat ja rakenne. Sulan metallivirran ohjaus valupinnalle, valupinnan nopeus, jähmettyminen sulametal-1iältään pohjasta ja sulan metallin ohjattu syvyys altaassa ja etäisyys valupinnasta sulan metallin pintajännityksen ylläpitämiseksi ovat tärkeitä keskenään vaikuttavia tekijöitä.The method according to the present invention involves the adjustment of several factors, as a result of which it is possible to cast metal strips of the desired thickness between 0.25 and 1.52 mm and which have a good surface quality and edges and structure. The control of the molten metal flow on the casting surface, the speed of the casting surface, the solidification of the molten metal from the bottom and the controlled depth of the molten metal in the pool and the distance from the casting surface to maintain the molten metal surface tension are important factors.

78249 1878249 18

Jotta oheinen keksintö ymmärrettäisiin paremmin, esitetään seu-raavat esimerkit.In order that the present invention may be better understood, the following examples are set forth.

Esimerkki 1Example 1

Rakenteeltaan yleisesti kuviossa 2 esitetyn kaltainen valuasti-a, jossa kuitenkin on ainoastaan yksi patolevy 36 lähellä poistopäätä 26, valmistettiin tulen kestävistä kovetetuista Kaowool lohkoista, jotka ovat alumiini piidioksidiseos materiaalia. Astiaa käsiteltiin kastelemalla sitä kolloidisella pii-dioksidisuspensiolla, kuivattiin yön yli lämpötilassa 120° CA casting-a generally similar in structure to that shown in Figure 2, but with only one dam plate 36 near the outlet end 26, was made of refractory hardened Kaowool blocks of aluminum-silica alloy material. The vessel was treated by wetting it with a colloidal silica suspension, dried overnight at 120 ° C

ja sen jälkeen poltettiin yksi tunti 1100° C:ssa ilmassa. Sen jälkeen kun lohkot oli leikattu ja muotoiltu, ne päällystettiin ohuella kerroksella Kaowool sementtiä. Astia muotoiltiin pyörän mukaiseksi ja sen jälkeen U-muotoisen rakenteen päät päällystettiin ohuilla kerroksella zirkoni-sementtiä. Patolevyyn käytettiin samanlaista seosta. Valuastiaa lämmitettiin sen jälkeen ilma-asetyleeni-liekeillä. Astia 18 oli noin 222 mm pitkä vastaanottopäästä 22 poistopäähän 26 ja se oli noin 165 mm leveä vastaanottopäässä 22 ja noin 102 mm leveä poistopään 26 pohjaseinämän 28 kohdalla. Sulaa 304-tyyppistä seosta laskettiin lämpötilassa 1580®C, syötettiin astiaan 18 ja pidettiin syvyystasolla noin 44 mm vastaanottopäässä 22 ja U-muotoisessa rakenteessa astian 18 poistopäässä 26 sulan metallin syvyys oli noin 19 mm. Valupinta oli kuparista valettu pyörä, jonka leveys oli 177,8 mm ja halkaisija noin 914 mm, mikä aikaansai jäähdy-tysnopeuden suuruudeltaan alle 2000®C/sek. Valupyörää pyöritettiin nopeudella noin 76 - 92 m/min astian 18 poistopään ohitse ja noin yhden millimetrin etäisyydellä siitä kulmassa 0, jonka arvo oli noin 40°.Astian U-muotoisessa rakenteessa oli loittonevat tai kaltevat poistopään 26 sivuseinämien 30 sisäpinnat 31, jotka avautuivat ylöspäin. Kallistus oli noin 3° kullakin sisäpinnalla. Ajossa 25 valettiin noin 45,4 kg keksinnön mukaisesti ja saatiin menestyksellisesti aikaan nauha, jonka leveys 19 782 4 9 oli noin 102 mm ja yhtäläinen paksuus välillä 0,41 - 0,46 mm valetun nauhan ylä- ja alapintojen ollessa sileät ja tasaiset eikä reunoissa ollut merkkejä rosoisuudesta tai aaltoisuudesta.and then fired for one hour at 1100 ° C in air. After the blocks were cut and shaped, they were coated with a thin layer of Kaowool cement. The vessel was shaped to fit the wheel and then the ends of the U-shaped structure were coated with a thin layer of zirconium cement. A similar mixture was used for the dam plate. The casting vessel was then heated with air-acetylene flames. The vessel 18 was about 222 mm long from the receiving end 22 to the outlet end 26 and was about 165 mm wide at the receiving end 22 and about 102 mm wide at the bottom wall 28 of the outlet end 26. The molten 304 type mixture was lowered at 1580 ° C, fed to vessel 18 and maintained at a depth of about 44 mm at the receiving end 22 and in the U-shaped structure at the outlet end 26 of vessel 18 the depth of molten metal was about 19 mm. The casting surface was a cast copper wheel with a width of 177.8 mm and a diameter of about 914 mm, which provided a cooling rate of less than 2000®C / sec. The casting wheel was rotated at a speed of about 76-92 m / min past the outlet end of the vessel 18 and at a distance of about one millimeter from it at an angle of about 40 °. The tilt was about 3 ° on each inner surface. In run 25, about 45.4 kg was cast in accordance with the invention and a strip having a width of 19,782,419 and an equal thickness of between 0.41 and 0.46 mm was successfully obtained with the upper and lower surfaces of the cast strip being smooth and flat and not at the edges. there have been signs of roughness or waviness.

Esimerkki IIExample II

Yleisesti kuviossa 4 esitetynlaisen rakenteen omaava valuastia valmistettiin käyttäen Koawool-tulenkestävää materiaalia ja tulenkestävää alumiinikuplaeristystä 40 metallikuoressa 38. Verhous 42 valmistettiin Fiberfrax materiaalista, jonka paksuus oli 12,7 mm ja tiheys 128 kg/m3 ja joka kyllästettiin laimennetulla colloidisella piidioksiidisuspensiolla ja sen jälkeen kuivattiin ennen käyttöä. Astia 18 oli ulkomitoiltaan noin 381 mm pitkä ja 457 mm leveä ja astian 18 poistopäässä oli pieni poikkileikkausalan lisäys kohti poistopäätä 26. Patolevy 36 valmistettiin ja sijoitettiin samalla tavoin kuin esimerkissä 1 ja kitattiin astian 18 sivuseinien väliin. Sivuseinämien 30 sisäpinnat 31 olivat myös kallistettuja tai ne loittonivat noin 3° per pinta. Valuastia oli asetettu noin 0,88 mm:n etäisyydelle noin 0*:n kulmassa sulan metallin vapaaseen pintaan nähden, joka oli lähellä valupyörän huippua. 227 kg:n ajot 84 - 97 304-tyyppisellä sulalla metallilla suoritettiin oheisen keksinnön mukaisesti valamalla vähähiilisen saumattoman putken pinnalle, jonka putken ulkohalkaisija oli 323 mm, seinämän paksuus 9,5 mm, leveys 1219 mm ja putki oli sisäpuolelta veden avulla ruiskujäähdytetty. Valupyörä pyöri nopeudella noin 61 m/min valun alussa 10 - 15 sek metallivirran alkamisen helpottamiseksi ja sen jälkeen nopeutta pienennettiin arvoon 30,5 m/min ajon ajaksi. Sulan metallin syvyys oli noin 50,8 mm poistopäässä 26 ja 69,8 mm vastaanottopäässä 22.Generally, a casting vessel having a structure similar to that shown in Figure 4 was fabricated using Koawool refractory material and refractory aluminum bubble insulation 40 in a metal shell 38. Cladding 42 was made of Fiberfrax material 12.7 mm thick and 128 kg / m 3 and impregnated with dilute colloidal silica use. The vessel 18 was approximately 381 mm long and 457 mm wide in external dimensions, and the outlet end of the vessel 18 had a small increase in cross-sectional area toward the outlet end 26. The dam plate 36 was fabricated and positioned in the same manner as in Example 1 and putted between the sidewalls of the vessel 18. The inner surfaces 31 of the side walls 30 were also inclined or spaced about 3 ° per surface. The casting vessel was set at a distance of about 0.88 mm at an angle of about 0 * to the free surface of the molten metal, which was close to the tip of the casting wheel. 227 kg runs of 84 to 97,304 molten metal were performed according to the present invention by casting on the surface of a low carbon seamless tube having an outer diameter of 323 mm, a wall thickness of 9.5 mm, a width of 1219 mm and a spray-cooled water inside. The casting wheel rotated at a speed of about 61 m / min at the beginning of the casting for 10-15 seconds to facilitate the onset of metal flow and then the speed was reduced to 30.5 m / min during the run. The depth of the molten metal was about 50.8 mm at the discharge end 26 and 69.8 mm at the receiving end 22.

Astiaan 18 kuului myös kansi, jossa oli elimet säteilyjäähdyttämistä varten ja elimet heliumatmosfäärin järjestämiseksi kuviossa 6 esitetyllä tavalla. Jäähdytys aikaansaatiin kier 20 782 4 9 rättämällä vettä noin 11,4 1/min kupariputkien lävitse, joiden ulkohalkaisija oli 9,5 mm.The vessel 18 also included a lid with means for radiant cooling and means for providing a helium atmosphere as shown in Figure 6. Cooling was effected by passing water at a rate of about 11.4 l / min through copper tubes with an outer diameter of 9.5 mm.

Valetun nauhan leveys oli noin 330 mm ja sillä oli yhtäläinen noin 1,1 mm:n paksuus ja hyvä yläpinnan laatu, joka oli yhtäläinen, tasainen ja ilman murtumia. Valettu nauha käsiteltiin sen jälkeen tavanomaisesti peittaamalla typpi-/hypofluoridi-hapossa, kylmävalssaamalla noin 50 %:n reduktiolla, hehkuttamalla lämpötilassa 1060“C 5:n minuutin ajan, peittaamalla uudelleen samalla tavoin ja sen jälkeen kylmävalssaamalla paksuuteen 0,01 mm ja hehkuttamalla. Hehkutettujen valunäytteiden mekaaniset ominaisuudet huoneen lämpötilassa on esitetty alla verrattuna tavanomaisesti valmistetun 304-tyyppisen hehkutetun kuumavaIssatun nauhan tyypillisiin ominaisuuksiin.The cast strip was about 330 mm wide and had an equal thickness of about 1.1 mm and a good top surface quality that was uniform, even and without cracks. The cast strip was then conventionally treated by pickling in nitric / hypofluoric acid, cold rolling with a reduction of about 50%, annealing at 1060 ° C for 5 minutes, re-pickling in the same manner and then cold rolling to a thickness of 0.01 mm and annealing. The mechanical properties of the annealed castings at room temperature are shown below as compared to the typical properties of conventionally prepared Type 304 annealed hot-rolled strip.

TAULUKKOTABLE

Näyte Vetolujuus Myötöraja 0,2 % Venymä, 50 mm MPa MPa (%) 1 720,7 307 52,0 2 694,5 281 50,0 3 694,5 281 49,0 4 689,0 276 52,5 7 708,3 289 55,0 8 702,8 289 57,5 9 713,8 303 52,0 10 724,8 303 54,5Sample Tensile strength Yield strength 0.2% Elongation, 50 mm MPa MPa (%) 1,720.7 307 52.0 2,694.5 281 50.0 3,694.5 281 49.0 4,689.0 276 52.5 7,708 , 3 289 55.0 8 702.8 289 57.5 9 713.8 303 52.0 10 724.8 303 54.5

Tavanomaisesti valmistetun 304-tyyppisen seoksen tyypilliset tai keskimääräiset mekaaniset ominaisuudet hehkutetulle kuumavalssatulle nauhalle ovat huoneen lämpötilassa: Vetolujuus 696,6 MPa, myötölujuus 302 MPa ja venymä 57 % (50 mm).Typical or average mechanical properties of conventionally prepared Type 304 alloy for annealed hot rolled strip are at room temperature: Tensile strength 696.6 MPa, yield strength 302 MPa and elongation 57% (50 mm).

21 7824921 78249

Kuvio 7 on mikrokuva oheisen keksinnön mukaisesta valetusta nauhasta esittäen tyypillistä sisäistä rakennetta ajoista 84 - 52. 304-tyyppinen seos, 100 kertaisena suurennuksena, kuvaa tyypillistä pienten pylväsmäisten elementtien rakennetta, jotka elementit ovat suuntautuneet nauhan paksuuden suuntaisesti, toisinsanoen yläpinnalta alapinnalle. Tämä suunta vastaa yleisesti lämmön poistumisen suuntaa nauhasta sen jähmettyessä. Oheisen keksinnön mukainen menetelmä ja laite ohjaa dentriitti-sen rakenteen kasvua nauhassa sellaisen valetun nauhan aikaansaamiseksi, jota voidaan tavanomaisesti käsitellä sen saattamiseksi viimeistellyksi nauhaksi, jonka ominaisuudet ovat verrattavissa tai ne ovat parempia kuin tavanomaisesti valmistetulla nauhatuotteella.Fig. 7 is a photomicrograph of a cast strip according to the present invention showing a typical internal structure from 84 to 52. A 304 type mixture, at 100x magnification, illustrates a typical structure of small columnar elements oriented parallel to the strip thickness, i.e. from top to bottom. This direction generally corresponds to the direction of heat removal from the strip as it solidifies. The method and apparatus of the present invention directs the growth of dendritic structure in a strip to provide a cast strip that can be conventionally processed to make it a finished strip having comparable or better properties than a conventionally made strip product.

Kuvio 8 esittää 304-tyyppisestä seoksesta tavanomaisesti kuuma-valssaamalla valmistetun nauhan 100 kertaista suurennusta.Figure 8 shows a 100-fold magnification of a strip conventionally made by hot-rolling from a type 304 alloy.

Voidaan havaita, että oheisen keksinnön mukainen menetelmä ja laite aikaansaa jopa paremman nauharakenteen ja nauhan laadun nauhatuotteen paksuuden lisääntyessä ja nauhan leveyden kasvaessa. Pyrkimystä reunan aaltoiluun valetussa nauhatuot-teessa, jonka leveys on 101 - 152 mm, ei enää näytä olevan myöskään suuremmilla leveyksillä 330:een mm saakka. Oheisen keksinnön mukainen menetelmä ja laite tarjoaa yksinkertaisen ja suoran menetelmän kiteisen metallinauhan tai levyn valamiseksi sulasta metallista jatkuvaksi nauhaksi. Kutistumis- ja murtu-misongelmat äärellisessä kalvojähmettymisessä on eliminoitu ja laadultaan verrattavissa oleva tai parempi suhteellisen paksu nauha on aikaansaatavissa verrattuna tavanomaisilla menetelmillä valmistettuun nauhaan.It can be seen that the method and apparatus of the present invention provide even better tape structure and tape quality as the thickness of the tape product increases and the width of the tape increases. The tendency for edge corrugation in a cast strip product with a width of 101 to 152 mm no longer seems to exist even with larger widths up to 330 mm. The method and apparatus of the present invention provide a simple and straightforward method for casting a crystalline metal strip or sheet from molten metal into a continuous strip. Shrinkage and breakage problems in finite film solidification have been eliminated and a relatively thick strip of comparable or better quality can be obtained compared to a strip made by conventional methods.

Menetelmät ja laitteet ovat käyttökelpoisia eri metalleille ja seoksille mukaanlukien ruostumattomat teräkset ja piiteräkset.The methods and equipment are applicable to a variety of metals and alloys, including stainless steels and silicon steels.

Claims

A process for direct casting of molten metal into a continuous crystalline metal strip, characterized in that the method comprises: g casting the molten metal (19) from the outlet end of a casting vessel (18) substantially U-hexagonal structure (26 ) on an adjacent casting surface (20); the structure (26) comprising the casting surface having substantially parallel edges and a bottom floor wall (28) diverging divergent on the interior side walls, which opens upwardly displacing the casting surface (20) substantially leaking past the pouring vessel (18) outwardly at a pre-strengthened distance therefrom, cool the molten metal (19) to a band (15); and, furthermore, facilitating radiation cooling of the molten metal by means of cooling means (54) located at a distance from the top surface of the molten metal (19) in a zone above it to remove heat from the top surface of the molten metal, over the U-shaped the width of the structure (26) and the proximity of the casting surface (20) to affect the quality and structure of the molded strip (J £) \ surface.

Apparatus for direct casting of molten metal into a continuous crystalline metal strip, characterized in that it comprises:: a movable cast surface (20), on top of which molten metal (19) solidifies: into a strip (15); a casting vessel (18) having an outlet end (26) comprising a U-shaped structure to allow the molten metal (19) to flow to the adjacent, predetermined spaced movable casting surface (20), the structure (26) comprising substantially parallel edges for the casting surface (20) and a bottom floor wall (28) as well as divergent interior side walls (31) which open upwards; and means for effecting radiation cooling of the molten metal (.19), said cooling means (54) being on a