LU85485A1 - Vorrichtung und verfahren zum kontinuierlichen giessen von metall - Google Patents

Description

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Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von Metall 5 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Metall, insbesondere mit einer Giessma-i schine mit mitlaufenden Kokillen, wobei das Metall als

Schmelze aus einer Düse mit gegebenenfalls einem Düsenmundstück zwischen die Kokille austritt und zwischen seitenbe-10 grenzenden Elementen erstarrt, sowie ein Verfahren hierfür.

Zum kontinuierlichen Giessen, insbesondere von Eisen- und Nichteisenmetallen, sind Maschinen entwickelt worden, die eine Kokille mit stetig mitwandernden Wandungen aufweisen.

' 15 Unter diesen Maschinen befinden sich solche, bei denen zwi schen zwei umlaufenden Stahlbändern gegossen wird. Ausserdem sind Maschinen bekannt, bei denen die Giessform durch eine Doppelreihe von Kokillenhälften gebildet ist, die zu zwei endlosen umlaufenden Ketten vereinigt sind. Am Giess-20 ende legen sich die einander gegenüberliegenden Kokillen-i hälften gegeneinander und bewegen sich in dieser Lage über eine gewisse Strecke, auf der sie die eigentliche Raupenko-- kille bilden. Danach trennen sie sich, um sich nach kurzer Zeit am Eingiessende wieder zu treffen.

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Insbesondere bei Maschinen mit Raupenkokillen zum Giessen von verhältnismässig dünnen Metallbändern, z.B. Bändern von nur 20 mm Dicke und darunter, ist der Bereich um die Zuführungsdüse sowie diese selbst der problematischste Bestand-30 teil der gesamten Giessanlage. Dies rührt in erster Linie J davon her, dass sowohl die mechanische Beanspruchung, als $ · - 2 - auch die Beanspruchung der Anlageteile durch die sehr hohe Metalltemperatur am grössten ist.

üeblicherweise wird die Metallschmelze bzw. das zwischen 5 den Kokillen erstarrende Metallband seitlich von mitlaufenden Seitenbegrenzern aufgenommen. Diese Seitenbegrenzer erfordern einen hohen Kostenaufwand für ihre Installation und ihren Unterhalt, zumal für verschiedene Gussbanddicken auch verschiedene Seitenbegrenzer benötigt werden. Ihre Anfäl-10 ligkeit gegen Störungen ist insbesondere deshalb sehr hoch, weil der Abstand sowohl zwischen Seitenbegrenzer und Düse, als auch zwischen Seitenbegrenzer und Kokille mit höchster Präzision eingestellt und während des Giessbetriebes aufrecht gehalten werden muss. Weiterhin gestatten es die be-15 kannten Seitenbegrenzer nicht, die Breite eines gegossenen Metallbandes während des Giessbetriebes zu verändern. Hierin liegt aber ein erheblicher Nachteil, da die Anpassung der Gussbandbreite an eine bestellte Breite nur in beschränktem Masse, meist gestaffelt nach Stufen, möglich 20 ist. Der genaue Breitenzuschnitt muss dann durch Besäumen des Bandes erfolgen, was wiederum zu erheblichen Metallab-- fällen, verbunden mit Arbeitskosten, führt.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung 25 sowie ein Verfahren der oben genannten Art zu entwickeln, bei dem er während des Giessbetriebes die Breite des gegossenen Bandes verstellen kann und gleichzeitig eine bessere .Kontrolle des Metallschmelzeflusses hat. Zudem soll auch eine gezielte seitliche Kühlung erfolgen.

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^ Zur Losung dieser Aufgabe führt, dass an das Düsenmundstück Λ é · - 3 - beidseitig je eine Schikane anschliesst, auf welche in Giessrichtung je ein Kühlblock nachfolgt.

Die Schikane hat insbesondere den Vorteil, dass das sowieso 5 schon sehr starken Erosionskräften ausgesetzte Düsenmund-stück nicht zusätzlich von der Schmelze seitlich hinter-flossen wird. Hierdurch wird die Lebensdauer der sehr teuren Düse verlängert. Der nachfolgende Kühlblock bewirkt eine gezielte seitliche Kühlung der Schmelze bzw. des er-10 starrenden Metallbandes, was sich sehr positiv auf die Güte des Metallbandes, insbesondere im Randbereich, auswirkt.

Die Schikane besteht aus einem feuerfesten Material, wobei hier vorzugsweise Marinite oder Monalite Anwendung finden. 15 Der Kühlblock dagegen soll aus einem Metall bestehen, welches jedoch einen höheren Schmelzpunkt als das zu vergies-sende Metall aufweist. Beispielsweise wird beim Vergiessen von Aluminium der Kühlblock aus Kupfer bestehen. Beim Vergiessen von Stahl könnte dagegen an einen Kühlblock eben-20 falls aus Stahl gedacht werden.

Schikane und Kühlblock sind so zueinander ausgerichtet, dass sie einen Spalt zwischen sich bilden, durch welchen ein Gas in den Eckbereich zwischen Schikane und Kühlblock 25 eingeblasen werden kann. In der Regel dürfte der Kühlblock " etwas nach hinten versetzt zu der Schikane angeordnet sein. Die Metallschmelze umfliesst dann die Schikane und trifft unter Ausbildung eines Eckbereichs auf den Kühlblock. Würde die Schmelze in diese Ecke hineinfliessen und 30 dort gegebenenfalls teilweise erstarren, würde sich dies Jl auf die Qualität der Bandkante negativ auswirken. Durch das

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- 4 - eingeblasene Gas bildet sich jedoch im Eckbereich ein Gaskissen, das die Schmelze aus dem Eckbereich herausdrückt. Zur Unterstützung dieses Merkmals der Erfindung kann in dem Kühlblock noch zusätzlich ein Kanal mit gebenenfalls einem 5 Reservoir vorgesehen sein, durch weichen ein Schmiermittel, beispielsweise Oel, in den Eckbereich zwischen Kühlblock und Schikane eingedrückt wird. Dieses Schmiermittel unterstützt auch die Bestrebung des an der Kante des Gussbandes langsam erstarrenden Metalls, an dem Kühlblock entlang zu 10 gleiten, bis die Kruste eine tragfähige Dicke erreicht und das Metallband von dem Kühlblock wegschrumpft.

Der Kühlblock selbst weist einen Ringkanal zur Führung eines Kühlmittels, in der Regel Wasser, auf.

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Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Durchflussbreite der Metallschmelze zwischen den sich gegenüberliegenden Schikanen verstellt werden kann. Hierzu werden die Schikanen selbst zueinander oder voneinander weg 20 manuell oder automatisch bewegt. Durch diese Massnahme kann beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit der Metallschmelze verändert und gewünschten Bedingungen angepasst werden. Eine höhere Strömungsgeschwindigkeit bewirkt beispielsweise auch, dass die Metallschmelze eine geringere 25 Bestrebung hat, die Schikanen zu hinterfliessen. Weiterhin erstarrt das Metall bei höherer Geschwindigkeit erst später, sodass gegebenenfalls das Gefüge beeinflusst werden kann.

30 Vorzugsweise ist vorgesehen, dass auch die sich gegenüber-Jj liegenden Kühlblöcke zueinander bewegbar ausaestaltet / » · - 5 - sind. Hierdurch ergibt sich die sehr wesentliche Möglichkeit, dass die Breite des Metallbandes während des Giessens verändert werden kann, ohne dass der Giessvorgang selbst unterbrochen werden muss. Dabei erübrigt sich ein nachträg-5 liches Besäumen des Bandes, was zu einem geringeren Metallabfall und zu einer Verringerung der Produktionskosten führt. Im Rahmen der Erfindung liegt auch, dass gegebenen-falls die Schikanen feststehen, während nur die Kühlblöcke lageveränderbar ausgebildet sind. Im übrigen erfolgt das 10 Verschieben der Kühlblöcke sehr langsam, beispielsweise 1 cm pro Minute.

Im Anschluss an den Kühlblock ist. erfindungsgemäss weiterhin eine Düse vorgesehen, mit welcher ein Wassernebel auf 15 das Metallband aufgespritzt wird, um das Metallband an einem Wiederaufschmelzen zu hindern.

Das Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von Metall ist insbesondere dadurch charakterisiert, dass die Breite des 20 aus dem Düsenmundstück austretenden Metalls und/oder die Breite des erstarrenden Metallbandes während des Giessens verändert wird. Hierin liegt auch der wohl wesentlichste Vorteil der oben dargestellten Anlage.

25 Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ' ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines be vorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch eine Giessmaschine mit mitlaufen-30 der Kokille 1 im Bereich eines Auslaufes 4 eines Düsenmund-^ Stückes 2, durch welchen eine Metallschmelze 3 zwischen die Î ir » · - 6 -

Kokillen ausfliesst, von denen der Uebersichtlichkeit halber nur die untere Kokille 1 dargestellt ist.

Die Metallschmelze bewegt sich, von Wänden 5 des Düsenmund-5 Stücks 2 in einer Breite b geführt, zum Auslauf 4 hin. Dort wird die Breite b des Schmelzestromes 3 durch Schikanen 6 auf eine Breite b-| verringert. Danach umfliesst die Schmelze 3 die Schikanen 6, angedeutet durch Pfeile 7, und trifft auf einen Kühlblock 8. Dieser bewirkt durch Kühlung, dass 10 die Schmelze 3 erstarrt und auf endgültige Breite b2 des gegossenen Metallbandes (verdichtet dargestellt) schrumpft.

Die Schikanen 6 bestehen vorzugsweise aus einem Isolationsmaterial, z.B. aus Marinite, Monalite od.dgl., während der c 15 Kühlblock 8 aus einem Metall mit einem gegenüber der Schmelze 3 geeigneten Schmelzpunkt hergestellt sein kann.

Zwischen den Schikanen 6 und den Kühlblöcken 8 befindet sich ein Spalt 9, welcher von einem Gas (angedeutet durch 20 Pfeil 10) beaufschlagt wird. Dieses Gas, vorzugsweise Luft, ' verhindert, dass die Schmelze 3 in den Eckbereich 11 zwischen Schikane 6 und Kühlblock 8 eindringt, was für die - Qualität einer Kante 12 des Bandes von grosser Bedeutung ist. Zur Verbesserung des Aufbaus eines Luftkissens und zur 25 Verbesserung der Gleitfähigkeit des Metallbandes wird zu-» sätzlich zum Gas 10 durch einen Kanal 14 mit Reservoir 15 in den Kühlblock 8 ein Schmiermittel 16 (beispielsweise Oel) in den Eckbereich 11 eingeleitet.

30 Die Kühlung selbst erfolgt durch Einleitung eines Kühlmit-^ tels 17 (vorzugsweise Wasser) in einen Ringkanal 18 im / φ · - 7 - „ Kühlblock 8.

Das aus dem Kühlblock heraustretende Metall wird anschliessend mit Pressluft 20 aus Düsen 21 beaufschlagt, um ein 5 Wiederaufschmelzen zu verhindern. Der Pressluft 20 wird da- * bei vorzugsweise noch Wasser zugegeben, sodass ein kühlender Wassernebel entsteht.

Die Schikanen 6 sind in Richtung x verstellbar, so dass die 10 Breite b“| geändert werden kann. Auch der Kühlblock 8 soll getrennt oder in Verbindung mit den Schikanen 6 in Richtung x veränderlich sein, so dass die endgültige Breite b2 des Metallbandes durch diese seitenbegrenzenden Elemente bestimmbar ist.

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Claims (8)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Metall, insbesondere mit einer Giessmaschine mit mitlaufenden * Kokillen, wobei das Metall als Schmelze aus einer Düse mit gegebenenfalls einem Düsenmundstück zwischen die Kokillen austritt und zwischen seitengebrenzenden Elementen erstarrt, dadurch gekennzeichnet, dass an das Mundstück (2) beidseitig je eine Schikane (6) anschliesst, auf welche in Giessrichtung je ein Kühlblock (8) nachfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schikane (6) aus Isolationsmaterial, vorzugsweise Marinite oder Monalite, besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen Schikane (6) und Kühlblock (8) ein Spalt (9) gebildet ist, durch welchen ein Gas (10) » in einen Eckbereich (11), gebildet aus Schikane (6), Kühlblock (8) und Schmelze (3), einblasbar ist, welches in diesem Eckbereich (11) ein Gaskissen aufbaut.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in diesen Eckbereich (11) auch ein Kanal (14), gegebenenfalls mit Reservoir (15), zur Führung von | Schmiermittel (16) einmündet. A - 9 - * m

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlblock (8) einen Ringkanal (18) zur Führung eines Kühlmittels (17) aufweist. »

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussbreite (b-| ) der Metallschmelze (3) zwischen den sich gegenüberliegenden Schikanen (6) durch Bewegung der Schikanen (6) in Richtung (x) und/oder die Breite (b2) durch Bewegung der sich gegenüberliegenden Kühlblöcke (8) veränderbar ist.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kühlblock (8) eine Düse (21) nachgeschaltet ist, welche mit Pressluft (20), gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, beaufschlagbar ist.

8. Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von Metall, insbesondere mit einer Giessmaschine mit mitlaufenden Kokillen, wobei das Metall als Schmelze aus einer Düse mit gegebenenfalls einem Düsenmundstück zwischen die Kokillen austritt und zwischen seitenbegrenzenden Elementen erstarrt, dadurch gekennzeichnet, dass die Brei- ' te des aus dem Düsenmundstück austretenden Metalls und /oder die Breite des erstarrenden Metallbandes während des Giessens verändert wird. ___I _ *