NO142655B

NO142655B - DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING OF METAL BANDS.

Info

Publication number: NO142655B
Application number: NO750766A
Authority: NO
Inventors: William Albert Baker; Eric Arthur Wootton; Sydney Reginald King; Donald Louis William Collins; George Edward Macey
Original assignee: Alcan Res & Dev
Priority date: 1975-03-07
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1980-06-16
Also published as: NO750766L; NO142655C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for kontinuerlig støping av metallbånd, hvor smeltet metall innføres i et formhulrom mellom et par varmeledende belter, hvilket apparat er forsynt med flere belteunderstøttelser ved formrommet og med midler for tilførsel av kjølevasske direkte til den bakre overflate av hvert belte ved formrommet. The present invention relates to an apparatus for continuous casting of metal strips, where molten metal is introduced into a mold cavity between a pair of heat-conducting belts, which apparatus is provided with several belt supports at the mold cavity and with means for supplying cooling water directly to the rear surface of each belt at the mold cavity .

Det har lenge vært innlysende at gunstig okonomi kan oppnås It has long been obvious that favorable economics can be achieved

ved produksjon av aluminiumbånd og -plater, hvis brede, tynne valseemner for varmvalsing eller brede, tykke bånd for koldval-sing kunne stopes med hoye hastigheter og med hoy kvalitet for overflaten og de underliggende områder, hvilket er beting-elser for å tilveiebringe et valset produkt av hoy kvalitet når det stopte metallbånd valses uten overflatebehandling for å fjerne stopedefekter. in the production of aluminum strips and plates, if wide, thin rolled blanks for hot rolling or wide, thick strips for cold rolling could be stopped at high speeds and with high quality for the surface and the underlying areas, which are conditions for providing a rolled high quality product when the stopped metal strip is rolled without surface treatment to remove stop defects.

Selv om nu forekommende stopeapparater som anvender et par på avstand fra hverandre anordnede, boyelige metallbelter for å tilveiebringe en stopesone eller et formmellomrom, kan arbeide således at de får hoy produksjonshastighet, er det stopte bånd tilboyelig til å få ujevn tykkelse og å ha lite tilfredsstillende overflate på grunn av overflateutfelling av materialer som avviker i sammensetning fra den gjennomsnittlige sammensetning det stopte bånd. Dette ledsages av overflatevariasjoner i den metallurgiske struktur, som likeledes er en kilde til variasjon av egenskapene. Slike overflateutfellinger og defekter i det underliggende område skyldes lokale variasjoner av storknings-hastigheten på overflaten av stopestykket eller stopebåndet. Slike variasjoner antas å skrive seg fra utvikling av spalter mellom partier av overflaten av stopestykket og nærbeliggende bevegelige belteoverflate. Inn i disse spalter kan flytende materiale med lavt smeltepunkt unnvike og danne de nevnte over-flateutf ellinger . Although current stopping devices which employ a pair of spaced apart flexible metal belts to provide a stopping zone or mold gap can operate to achieve high production rates, the stopped strip is prone to non-uniform thickness and unsatisfactory surface due to surface precipitation of materials differing in composition from the average composition of the stopped band. This is accompanied by surface variations in the metallurgical structure, which is also a source of variation in the properties. Such surface deposits and defects in the underlying area are due to local variations in the rate of solidification on the surface of the stop piece or stop tape. Such variations are believed to result from the development of gaps between parts of the surface of the stop piece and nearby moving belt surfaces. Into these gaps, liquid material with a low melting point can escape and form the aforementioned surface deposits.

Det er en hovedhensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe et apparat for kontinuerlig stoping av metall, slik som aluminium, hvor et belte utgjor den ene flate av formrommet og beveger seg efter en noyaktig kontrollert bane. Dette er anordnet slik at metallet som stopes i formhulrommet, forblir i tett anlegg med beltet under stopeoperasjonen. Som folge av dette kan varme fjernes gjennom beltet på en ensartet måte, og ingen spalter utvikles mellom beltet og det storknende bånd med en slik størrelse at det kan ha noen uheldig innvirkning på dettes overflate eller dets underliggende partier. It is a main purpose of the invention to provide an apparatus for continuous stopping of metal, such as aluminium, where a belt forms one surface of the mold space and moves along a precisely controlled path. This is arranged so that the metal that is stopped in the mold cavity remains in tight contact with the belt during the stopping operation. As a result, heat can be removed through the belt in a uniform manner, and no gaps develop between the belt and the solidifying band of such a size as to have any adverse effect on its surface or its underlying parts.

Mange konstruksjoner av slike apparater har vært foreslått, hvor et par bevegelige, vannavkjolte, parallelle belter anvendes for det oyeméd å avgrense et formhulrom, idet sidekantene av dette lukkes av kantdemninger eller -tetninger. Many constructions of such devices have been proposed, where a pair of movable, water-cooled, parallel belts are used for the purpose of delimiting a mold cavity, the side edges of which are closed by edge dams or seals.

Ved kjente anordninger er understøttelsene for beltene anbragt med forholdsvis stor avstand, slik at selv når beltene er i kontakt med understøttelsene er avboyningene i beitearealene mellom understøttelsene store nok til under beltets belastning å få en ugunstig virkning på stopestykket. I de fleste tidligere kjente anordninger har det heller ikke vært noen midler (bortsett fra trykket utovet av det smeltede metalls metallostatiske trykkhbyde) til å holde beltene- mot deres understøt-telser ved innlopsenden av formhulrommet, hvor midten av båndet,eller stopestykket fremdeles er i-smeltet tilstand. Praktiske erfaringer har vist at den metallostatiske trykkhoyde With known devices, the supports for the belts are arranged at a relatively large distance, so that even when the belts are in contact with the supports, the deflections in the grazing areas between the supports are large enough to have an unfavorable effect on the stop piece under the load of the belt. In most previously known devices, there has also been no means (apart from the pressure beyond the metallostatic pressure gradient of the molten metal) to hold the belts against their supports at the inlet end of the mold cavity, where the center of the belt, or stop piece, is still in -molten state. Practical experience has shown that the metallostatic pressure head

er helt utilstrekkelig for det tilfelle at formhulrommet anordnes stort sett forlopende horisontalt eller under en liten vinkel med horisontalen, slik at i de kjente beltestopemaskiner er der i virkeligheten ingen noyaktig styring av stopebeltenes bevegelsesbane i formhulrommet. De kjente stopeanordninger foranlediger derfor den vanskelighet at bevegelsesbanen for et stopebelte er utilstrekkelig styrt i forhold til dets under-støttelser til å kunne sikre at stillingen av understøttelsene virkelig bestemmer den ønskede form av formhulrommet mellom beltene. Den relativt brede avstand mellom understøttelsene gir ytterligere mulighet for avbøyninger av partier av beltene mellom understøttelsene i en slik utstrekning at spalter kan oppstå mellom beltet og metalloverflaten. is completely insufficient for the case that the mold cavity is arranged to run mostly horizontally or at a small angle with the horizontal, so that in the known belt stopper machines there is in reality no precise control of the movement path of the stopper belts in the mold cavity. The known stop devices therefore cause the difficulty that the path of movement of a stop belt is insufficiently controlled in relation to its supports to be able to ensure that the position of the supports really determines the desired shape of the mold cavity between the belts. The relatively wide distance between the supports gives further opportunity for deflections of parts of the belts between the supports to such an extent that gaps can occur between the belt and the metal surface.

Videre er det fra sveitsisk patent nr. 423 109 kjent et apparat hvor støpebeltene ikke kjøles direkte av kjølemidlene, men hvor støpebeltene er i kontakt med vannkjølte blokker som ligger tett inntil hverandre fordi det ikke vil bli noen kjøling på steder mellom blokkene. Det angis at beltet holdes mot kjøleblokkene ved hjelp av magnetisk tiltrekkning eller ved bruk av sug skapt i et antall hull i overflaten av kjøleblokkene. Imidlertid vil kjøleblokkene ikke ha noen kjølevirkning hvor disse hull fore-ligger, og antallet og størrelsen av slike hull må derfor begrenses. Dette vil lett føre til at den sugevirkning beltet utsettes for ikke blir tilstrekkelig til å holde beltet i god nok kontakt med kjøleblokkene. Furthermore, an apparatus is known from Swiss patent no. 423 109 in which the casting belts are not cooled directly by the coolants, but where the casting belts are in contact with water-cooled blocks that lie close to each other because there will be no cooling in places between the blocks. It is stated that the belt is held against the cooling blocks by means of magnetic attraction or by the use of suction created in a number of holes in the surface of the cooling blocks. However, the cooling blocks will have no cooling effect where these holes are present, and the number and size of such holes must therefore be limited. This will easily lead to the suction effect the belt is exposed to not being sufficient to keep the belt in good enough contact with the cooling blocks.

Det er oppfinnelsens hensikt å avhjelpe ovennevnte ulemper og mangler som hefter ved tidligere kjente apparater. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved et apparat av den innledningsvis nevnte type, hvor det karakteristiske er at understøttelsesdelene er anordnet i et hus som åpner mot støpebeltet, at en sugepumpe er anordnet for å holde det indre av huset ved underatmosfærisk trykk for å trekke beltet mot understøttelsen, og at avstanden mellom belteunderstøttelsene er anordnet slik at arealet av beltet mellom påfølgende understøttelser deformeres mindre enn 0.05 mm ved den spenning det utsettes for. Den av trykkforskjellen frem-bragte kraft samt den innbyrdes avstand mellom understøttelsene står i forhold til tykkelsen og andre karakteristika for beltet på en slik måte at det sikres at dette forblir i anlegg mot understøttelsene og at de ikke-understottede partier av bel- It is the purpose of the invention to remedy the above-mentioned disadvantages and shortcomings which are inherent in previously known devices. This is achieved according to the invention by an apparatus of the type mentioned at the outset, where the characteristic is that the support parts are arranged in a housing that opens towards the casting belt, that a suction pump is arranged to hold the interior of the housing at sub-atmospheric pressure in order to pull the belt towards the support , and that the distance between the belt supports is arranged so that the area of the belt between successive supports is deformed by less than 0.05 mm at the stress to which it is subjected. The force produced by the pressure difference and the mutual distance between the supports are in relation to the thickness and other characteristics of the belt in such a way that it is ensured that it remains in contact with the supports and that the unsupported parts of the belt

tet mellom nærbeliggende understøttelser virker som et stivt element som ikke avboyes mere enn 0,05 mm under de belastninger som forekommer under støpingen. Med en slik anordning er det mulig å sikre at bevegelsesbanen for beltet er i overensstemmelse med en profil som bestemmes av stillingen av understøt-telsene. Det er folgelig mulig å sikre at den onskede kontur av f ormhulrommet svarer til den på forhånd valgte kontur, som igjen er valgt for å oppnå optimale stopeforhold. tet between nearby supports acts as a rigid element that does not deflect more than 0.05 mm under the loads that occur during casting. With such a device, it is possible to ensure that the path of movement of the belt is in accordance with a profile determined by the position of the supports. It is therefore possible to ensure that the desired contour of the mold cavity corresponds to the pre-selected contour, which in turn is chosen to achieve optimal stopping conditions.

Prinsippene ifolge oppfinnelsen er anvendelige for stopeanordninger for produksjon av tynne plater eller bånd, hvor den ene eller begge de brede overflater av formhulrommet er begrenset av et boyelig belte. I en foretrukket konstruksjon vil der være to belter, men i enkelte tilfeller kan den ene overflate av formhulrommet være tilveiebragt av en stiv trommel og den andre flate av et belte, som styres i overensstemmelse med oppfinnelsens prinsipper. The principles according to the invention are applicable to stop devices for the production of thin plates or strips, where one or both of the wide surfaces of the mold cavity are limited by a flexible belt. In a preferred construction there will be two belts, but in some cases one surface of the mold cavity can be provided by a rigid drum and the other surface by a belt, which is controlled in accordance with the principles of the invention.

Når beltet er av ferromagnetisk materiale, kan den utadrettede kraft på beltet kompletteres ved magnetisk tiltrekning mellom dette og en rekke tett ved hverandre anbragte magnetiserte pol-sko, som også omfatter understøttelsene for angivelse av formhulrommets kontur. When the belt is made of ferromagnetic material, the outward force on the belt can be supplemented by magnetic attraction between it and a number of closely spaced magnetized pole shoes, which also include the supports for indicating the contour of the mold cavity.

Etableringen av en trykkforskjell mellom de motsatte sider av beltet kan lett oppnås ved å fore kjdlevann gjennom et lukket rom, bak og begrenset av beite- ved hjelp av en sugepumpe ved utlops-enden av dette rom. Av de forskjellige mulige måter for oppnåel-se av en slik trykkforskjell, samtidig som beltet kjoles effektivt og ensartet, foretrekkes et strålekjolesystem drevet med under-atmosfærisk trykk, hvilket skal beskrives i det efterfolgende, idet ved hjelp av disse midler kan særlig hurtig og ensartet bortforing av varme fra beltet oppnås, og temperaturvaria-sjoner langs dettes lengde samt tvers over dets bredde blir redusert til et minimum. Folgelig vil risiko for varmedistor-sjon av beltet også reduseres til et minimum. Selv med ensartet varmebortforing tvers over beltets bredde,frembringer tempera-turgradienten gjennom beltet og forandring i den gjennomsnittlige temperatur langs og tvers på beltet varmespenninger som er tilboyelige til å bukle eller boye beltet. Med det meget effek-tive kjolesystem ifolge oppfinnelsen kan imidlertid slike spen-ninger holdes på et lavt nivå, og buklings- og boyningstendenser kan lett motvirkes ved forholdsvis små trykkforskjeller. The establishment of a pressure difference between the opposite sides of the belt can easily be achieved by passing boiling water through a closed space, behind and limited by pasture, by means of a suction pump at the outlet end of this space. Of the various possible ways of achieving such a pressure difference, while the belt is dressed efficiently and uniformly, a jet dressing system operated with sub-atmospheric pressure is preferred, which will be described in the following, as with the help of these means particularly fast and uniform removal of heat from the belt is achieved, and temperature variations along its length and across its width are reduced to a minimum. Consequently, the risk of heat distortion of the belt will also be reduced to a minimum. Even with uniform heat dissipation across the width of the belt, the temperature gradient across the belt and change in the average temperature along and across the belt produce thermal stresses that are likely to buckle or bend the belt. However, with the highly effective dressing system according to the invention, such tensions can be kept at a low level, and buckling and buckling tendencies can be easily counteracted by relatively small pressure differences.

Da de legeringer som er onskelige for kontinuerlig stoping ifolge oppfinnelsen, trekker seg sammen med flere prosent under storkningen, er det meget onskelig å tilveiebringe midler for å redusere progressivt avstanden mellom de to motstående flater av formhulrommet for å holde disse flater og overflatene av båndet stort sett i effektiv varmeutvekslende kontakt mens metallet passerer gjennom den sone i hvilken storkning finner sted. Bruken av belteunderstottelser, mot hvilke beltet holdes i direkte kontakt, tillater at enhver onsket kontur kan gis formhulrommet på en meget enkel måte. Ved utformning av anordningen, hvor belteunderstottelsene utgjor en del, kan formhulrommet anordnes slik at det smalner progressivt i den sone i hvilken storkning av metallet finner sted. Graden av formflå-tenes progressive tilnærmelse mot hverandre vil variere med tykkelsen av båndet, og i tilfelle det dreier seg om de tynneste bånd, kan denne grad være helt ned til noen få tiendedels mm. Det er mulig å tilveiebringe roterbare, understottende elementer som bestemmer konturen av et bevegelig belte til denne størrel-sesorden av noyaktighet, og slike anordninger ligger innenfor oppfinnelsens ramme, men det er å foretrekke å anordne apparater hvor beltet bringes til å gli over egnede maskinerte, stasjonære belteunderstottelser. Since the alloys desirable for continuous stopping according to the invention contract by several percent during solidification, it is highly desirable to provide means for progressively reducing the distance between the two opposing surfaces of the mold cavity to keep these surfaces and the surfaces of the strip large placed in effective heat exchanging contact as the metal passes through the zone in which solidification takes place. The use of belt supports, against which the belt is kept in direct contact, allows any desired contour to be given to the mold cavity in a very simple way. When designing the device, where the belt supports form a part, the mold cavity can be arranged so that it narrows progressively in the zone in which solidification of the metal takes place. The degree of the progressive approach of the form floats to each other will vary with the thickness of the tape, and in the case of the thinnest tapes, this degree can be as low as a few tenths of a mm. It is possible to provide rotatable supporting members which determine the contour of a moving belt to this order of magnitude of accuracy, and such devices are within the scope of the invention, but it is preferable to provide apparatus where the belt is caused to slide over suitable machined, stationary belt supports.

Varmeoverforingen fra stopestykket eller -båndet til kjolevannet via det innskutte metallbelte medforer et meget stort temperaturfall ved flaten mellom metall og belte, et middels temperaturfall gjennom beltet, og et lignende middels temperaturfall i overgangen mellom belte og vann. Det er ønskelig å redusere mest mulig variasjonene i beltetemperaturstigningen langs lengden og tvers over bredden av dette på grunn av at derved reduseres varmespenningene mest mulig, hvilke ellers ville kunne bevirke at beltet buklet seg og derved kom ut av den tilstrebede bevegelsesbane, som er nøyaktig definert av beltets understøttel-ser. Okning av varmeoverforingskoeffisienten mellom belte og vann senker beltets midlere temperatur for en gitt hastighet av varmeoverforing gjennom flaten mellom metall og belte. Også The heat transfer from the stop piece or band to the water via the cut-in metal belt results in a very large temperature drop at the surface between metal and belt, a medium temperature drop through the belt, and a similar medium temperature drop in the transition between belt and water. It is desirable to reduce as much as possible the variations in the belt temperature rise along the length and across the width of this, because thereby the thermal stresses are reduced as much as possible, which would otherwise cause the belt to buckle and thereby come out of the intended path of movement, which is precisely defined of the belt supports. Increasing the heat transfer coefficient between belt and water lowers the average temperature of the belt for a given rate of heat transfer through the surface between metal and belt. Also

når beltet ikke er forsynt med et isolerende belegg på overflaten nær det smeltede aluminium, har det vist seg mulig å oppnå belte/vannvarmeoverforingskoeffisienter tilstrekkelig til å holde den midlere beltetemperaturstigning på nivåer som hindrer varmebukling. De fysiske dimensjoner for strålekjole-systemet er forenlige med tilstedeværelsen av tett ved hverandre anbragte belteunderstottelser på grunn av at med metallbelter av de tykkelser som er forenlige med kravet til bøyelig-het, er man i stand til å begrense beltene til glidekontakt med understøttelser anbragt med en innbyrdes avstand som ligger i størrelsesordenen 30 - 50 ganger beltetykkelsen. Denne be-grensning, i forbindelse med de tett ved hverandre anbragte understøttelser, gjor de boyelige belter usedvanlig motstands-dyktige mot bukling. when the belt is not provided with an insulating coating on the surface near the molten aluminum, it has been found possible to achieve belt/water heat transfer coefficients sufficient to keep the average belt temperature rise at levels that prevent heat buckling. The physical dimensions of the beam skirt system are compatible with the presence of closely spaced belt supports due to the fact that with metal belts of the thicknesses compatible with the flexibility requirement, one is able to limit the belts to sliding contact with supports located with a mutual distance that is in the order of magnitude 30 - 50 times the belt thickness. This limitation, in connection with the closely spaced supports, makes the bendable belts exceptionally resistant to buckling.

Hvert belte utgjor en varmeutvekslende flate, gjennom hvilken varme fra det størknende metall overfores til vannet på den motsatte side av beltet. Den hastighet med hvilken båndet eller stopestykket kan stopes, er avhengig av den hastighet med hvilken varme kan overfores gjennom beltet til kjolevannet. Each belt forms a heat exchanging surface, through which heat from the solidifying metal is transferred to the water on the opposite side of the belt. The speed at which the belt or stop piece can be stopped depends on the speed at which heat can be transferred through the belt to the dressing water.

For å oppnå hoyere varmeoverfdring er det nodvendig å oke tur-bulensen i grensesjiktet mellom belte og vann, og det har vist seg at det foretrukne strålekjolingssystem hvor vannstråler rettes mot baksiden av beltet under en stor vinkel (fortrinnsvis 90°), er særlig effektivtfor okning av slik turbulens. Det har vist seg at anordning av en tilstrekkelig stor mengde vann i form av stråler rettet under en stor vinkel mot overflaten gjennom en rekke tett ved hverandre anordnede munnstykker, fjerner varme omtrent tre ganger hurtigere fra beltet enn til-fellet er for et konvensjonelt system, hvor en turbulent vann-strom ledes langs beltets overflate. In order to achieve higher heat transfer, it is necessary to increase the turbulence in the boundary layer between the belt and water, and it has been shown that the preferred jet cooling system, where water jets are directed towards the back of the belt at a large angle (preferably 90°), is particularly effective for increasing of such turbulence. It has been shown that the arrangement of a sufficiently large amount of water in the form of jets directed at a large angle towards the surface through a series of closely spaced nozzles, removes heat approximately three times faster from the belt than is the case for a conventional system, where a turbulent water flow is directed along the surface of the belt.

Da volumet av det tilforte vann er meget stort, må midler være anordnet for å samle opp vannet anvendt for hvert belte. Stopesonen for apparatet er fortrinnsvis forsynt med et beltekjole-system omfattende et omsluttende hus som holdes i stort sett tettende stilling i forhold til baksiden av beltet i stopesonen. Dette hus har meget tett ved hverandre anbragte belteunderstottelser, som holdes i glide- eller rullekontakt med beltets overflate, og som danner en mindre del av området for beltets stope-flate. Vanninnlopet skjer fortrinnsvis til et forste kammer, hvorfra vannet rettes mot beltet gjennom åpninger i en vegg som vender mot beltets bakside. Et utldpskammer er anordnet utenfor innlopskammeret og er slik anordnet at det samler opp vann fra rommet mellom beltet og veggen ved hjelp av drenerings-ror med stor diameter forlopende gjennom innlopskammeret'. As the volume of water added is very large, means must be provided to collect the water used for each belt. The stopping zone of the apparatus is preferably provided with a belt skirt system comprising an enclosing housing which is held in a largely sealing position relative to the rear of the belt in the stopping zone. This housing has very closely spaced belt supports, which are held in sliding or rolling contact with the belt's surface, and which form a smaller part of the area for the belt's stop surface. The water inlet preferably takes place to a first chamber, from which the water is directed towards the belt through openings in a wall facing the rear of the belt. A discharge chamber is arranged outside the inlet chamber and is arranged in such a way that it collects water from the space between the belt and the wall by means of drainage pipes with a large diameter extending through the inlet chamber.

Slike ror tjener til å avstive enheten. Belteunderstottelsene for huset er fortrinnsvis anordnet slik at alle arealer av beltet beliggende direkte motsatt det stopte metall, er i direkte kontakt med vannet under mesteparten av den tid som medgår til passasje gjennom stopesonen. Belteunderstottelsene er fortrinnsvis utformet som smale stenger av anti-friksjonsmateriale forlopende på tvers av huset, og stråleåpningene er anordnet i én eller flere tversgående rekker mellom disse stenger. Stengene kan imidlertid også erstattes av knaster anbragt tett ved hverandre i overensstemmelse med de prinsipper som allerede er om-talt. Stråleåpningene i de forskjellige rekker er fortrinnsvis forskjovet sideveis i forhold til hverandre. Mellomrommet mellom stråleåpningene i samme siderekke overskrider fortrinnsvis ikke 25 mm, og stdrrelsen og fordelingen av åpningene er slik at nar en liten trykkforskjell, f.eks. 0,3 kg/cm 2, holdes mellom innlopskammeret og utlopskammeret, tilfores vann til overflaten av beltet med en hastighet av 40-120 liter/cm 2/time. Such rudders serve to stiffen the unit. The belt supports for the housing are preferably arranged so that all areas of the belt located directly opposite the stopped metal are in direct contact with the water during most of the time allowed for passage through the stop period. The belt supports are preferably designed as narrow rods of anti-friction material extending across the housing, and the beam openings are arranged in one or more transverse rows between these rods. However, the rods can also be replaced by knobs placed close to each other in accordance with the principles already mentioned. The beam openings in the different rows are preferably offset laterally in relation to each other. The space between the jet openings in the same side row preferably does not exceed 25 mm, and the size and distribution of the openings is such that when a small pressure difference, e.g. 0.3 kg/cm 2 , held between the inlet chamber and the outlet chamber, water is supplied to the surface of the belt at a rate of 40-120 litres/cm 2 /hour.

Spesielle fordeler fås når vannet fores gjennom systemet ved anvendelse av suksjon til utlopskammeret, idet dette frembringer under-atmosfæriske forhold på baksiden av beltet, hvilket trekker dette mot de belteunderstottende stenger, slik at beltet alltid holdes i en klart begrenset bane og. trekkes gjennom apparatet i anlegg mot disse stenger for å opprettholde et noye bestemt, stabilt formhulrom eller stopesone. Special advantages are obtained when the water is fed through the system using suction to the discharge chamber, this producing sub-atmospheric conditions at the rear of the belt, which draws it towards the belt supporting rods, so that the belt is always kept in a clearly limited path and. is pulled through the apparatus in contact with these bars to maintain a well-defined, stable mold cavity or stop zone.

Det skal nu vises til tegningene. It must now be shown to the drawings.

Fig. 1 viser skjematisk et sideriss av en form for stopeappara-tet ifolge oppfinnelsen. Fig. 2 er et planriss av en form for understøttelse av beltet ved trykkforskjell og anvendelse av kjolemiddel. Fig. 3 er et planriss av det i fig. 2 innsirklede parti i storre målestokk. Fig. 1 schematically shows a side view of a form of the stop device according to the invention. Fig. 2 is a plan view of a form of support for the belt in the event of a pressure difference and the use of a dressing agent. Fig. 3 is a plan view of that in fig. 2 circled lots on a larger scale.

Fig. 4 er et snitt efter linjen 4-4 i fig. 2. Fig. 4 is a section along the line 4-4 in fig. 2.

Fig. 5 er et snitt efter linjen 5-5 i fig. 2. Fig. 5 is a section along the line 5-5 in fig. 2.

Fig. 6 er en del av et oppriss av apparatets tapperenne, og Fig. 6 is part of an elevation of the device's drain chute, and

Fig. 7 er et sideriss av tapperennen i virksom stilling. Fig. 7 is a side view of the chute in active position.

Det apparat som er vist i fig. 1, omfatter en understøttende ramme 1, på hvilken er montert ovre og nedre drivhjul 2 for stopebeltene. En motor 3 med variabel hastighet driver en aksel 4 over en kjede 5 og kjedehjul 6. Drivkraft tas fra akselen 4 til det nedre stopebeltets drivhjul 2 via kjedehjul 7 og 8 The apparatus shown in fig. 1, comprises a supporting frame 1, on which the upper and lower drive wheels 2 for the stop belts are mounted. A motor 3 with variable speed drives a shaft 4 over a chain 5 and sprocket 6. Drive power is taken from the shaft 4 to the lower stop belt's drive wheel 2 via sprockets 7 and 8

og drivkjede 9. Drivkraft tas videre fra det nedre drivhjul 2 til det ovre drivhjul 2 ved hjelp av kjedet 11 som ligger rundt ovre og nedre kjedehjul 12 og mellomhjul 14, et av hvilke bæres av en dreibar arm 14' for å stramme kjedet 11. Stopebeltene 15 ligger rundt tilhorende drivhjul 2 og strammehjul 16, and drive chain 9. Drive power is taken further from the lower drive wheel 2 to the upper drive wheel 2 by means of the chain 11 which lies around the upper and lower chain wheels 12 and intermediate wheel 14, one of which is carried by a rotatable arm 14' to tighten the chain 11. The stop belts 15 are located around the associated drive wheel 2 and tension wheel 16,

som er dreibart montert i sleider 17, styrt i sleidrammer 18, som er dreibart forbundet ved hjelp av tapper 19 til hovedrammen 1, og til hvilke sleidrammer en på forhånd bestemt stramningskraft for stopebeltet kan tilfores ved hjelp av pneumatiske sylindre 20. Sleidene 17 er bevegelige i rammene 18 ved hjelp av juster-ingsskruer 21 for innstilling av stopebeltene. which are rotatably mounted in slides 17, guided in slide frames 18, which are rotatably connected by means of pins 19 to the main frame 1, and to which slide frames a pre-determined tightening force for the stop belt can be supplied by means of pneumatic cylinders 20. The slides 17 are movable in the frames 18 using adjustment screws 21 for setting the stop belts.

Det ovre belte 15 bærer et par kanttetninger eller -demninger 22, som har form av belter av elastisk varmemotstandsdyktig The upper belt 15 carries a pair of edge seals or dams 22, which are in the form of belts of elastic heat-resistant

og varmeisolerende materiale. Slike kantdemninger er svakt komprimerbare slik at der tilveiebringes en tilfredsstillende tetning i stopesonen når denne er anordnet avsmalnende i lengde-retningen som foran forklart. En form for materiale som er egnet- for slike kantdemninger, er en hvit metall- eller gummi-kjerne som er omhyllet av vevet asbestduk og som ellers anvendes som damppakninger. Anordningen av kantdemningene 22 i forhold til tapperennen 23 er vist i fig. 6 og 7 og skal beskrives mere detaljert i det efterfolgende. and heat insulating material. Such edge dams are slightly compressible so that a satisfactory seal is provided in the stop zone when this is arranged to taper in the longitudinal direction as explained above. A form of material which is suitable for such edge dams is a white metal or rubber core which is wrapped in woven asbestos cloth and which is otherwise used as vapor seals. The arrangement of the edge dams 22 in relation to the drain chute 23 is shown in fig. 6 and 7 and shall be described in more detail below.

Én av enhetene-for understøttelse og kjoling av stopebeltene 15 One of the units-for supporting and dressing the stop belts 15

i stopesonen er nærmere vist i fig. 2-5. Beltene 15 kjoles av vann som tilfores dem ved hjelp av et kjolehus 26, som skal beskrives nedenfor. Vann fores inn i huset 26 gjennom tilfor-selskanaler 27 ved hjelp av sugepumper (ikke vist) koblet til utlbpskanalene 29 for å opprettholde redusert trykk på vannsiden av beltene. in the stopping season is shown in more detail in fig. 2-5. The belts 15 are dressed by water which is supplied to them by means of a dressing housing 26, which will be described below. Water is fed into the housing 26 through supply channels 27 by means of suction pumps (not shown) connected to the output channels 29 to maintain reduced pressure on the water side of the belts.

Huset 26 er utformet som en stiv, lukket konstruksjon med en åpning eller et vindu 30 i oversiden, (idet man betrakter huset som understøttelse for det nedre belte i fig. 1). Huset har en horisontal skillevegg 31, som avdeler innlopskammeret 32 fra utlopskammeret 33. Vann tilfores kammeret 32 gjennom kanalen 27 og suges ut av utlopskammeret 33 gjennom kanalen 29 ved hjelp av sugepumpen. The housing 26 is designed as a rigid, closed structure with an opening or a window 30 in the upper side, (considering the housing as a support for the lower belt in fig. 1). The housing has a horizontal dividing wall 31, which separates the inlet chamber 32 from the outlet chamber 33. Water is supplied to the chamber 32 through the channel 27 and sucked out of the outlet chamber 33 through the channel 29 by means of the suction pump.

Innlopskammeret 32 begrenses av en tykk, ovre skillevegg 34, hvis utside er noe tilbaketrukket i forhold til den overflate 35 av huset som ligger rundt vinduet 30. Den skraverte del av flaten 35 (fig. 2) er belagt med antifriksjonsmateriale. Smale belteunderstottende stenger 36 går tvers over hele bredden av vinduet 30, og oversiden av disse stenger er slipt, slik at de ligger på nivå med nærbeliggende areal av overflaten 35. The inlet chamber 32 is limited by a thick, upper dividing wall 34, the outside of which is somewhat set back in relation to the surface 35 of the housing which lies around the window 30. The shaded part of the surface 35 (fig. 2) is coated with anti-friction material. Narrow belt supporting rods 36 run across the entire width of the window 30, and the upper side of these rods are ground so that they are level with the adjacent area of the surface 35.

Grunne vannkanaler 37 strekker seg mellom de understøttende stenger 36 og utsiden av skilleveggen 34 og det overliggende belte 15. Tett ved hverandre anordnede stråleåpninger forer fra innlopskammeret 3 2 inn i bunnen av kanalene 37 og er anordnet for å rette vannstråler stort sett perpendikulært mot beltets 15 overflate. Relativt dype vannsamlekanaler 39 strekker seg på tvers av kanalenes 37 lengde og er ved hjelp av ror 40 forbundet med utlopskammeret 33. Shallow water channels 37 extend between the supporting rods 36 and the outside of the partition wall 34 and the overlying belt 15. Closely arranged jet openings lead from the inlet chamber 3 2 into the bottom of the channels 37 and are arranged to direct water jets largely perpendicular to the belt 15 surface. Relatively deep water collection channels 39 extend across the length of the channels 37 and are connected to the outlet chamber 33 by means of rudders 40.

Som det vil sees er der to rekker av i forhold til hverandre side-forskjovne stråleåpninger 38 mellom hvert par av belteunderstottende stenger 36. Lengdeavstanden mellom stengene 36 er omkring 20 mm, og det vil sees at avstanden mellom nærbeliggende åpninger 38 i samme rekke er den samme. Diameteren av de individuelle åpninger 38 er omkring 5 mm. As will be seen, there are two rows of laterally offset beam openings 38 between each pair of belt supporting rods 36. The longitudinal distance between the rods 36 is about 20 mm, and it will be seen that the distance between adjacent openings 38 in the same row is the same. The diameter of the individual openings 38 is about 5 mm.

Når en trykkforskjell i størrelsesorden 0,3 kg/cm 2 opprettholdes i kamrene 32 og 33, har det vist seg at vann tilfores baksiden av beltet med en hastighet på omkring 45 liter/cm 2/time, og ved støping av aluminiumbånd e.l., forer dette til en varmeoverf6r-ing på omkring 24 kalorier/cm 2/sek. Selv når avstanden mellom strålene minskes og hastigheten av kjolevannet som tilfores, blir vesentlig oket, blir hastigheten for varmebortforing bare oket med omkring 10-20%. When a pressure difference of the order of 0.3 kg/cm 2 is maintained in the chambers 32 and 33, it has been shown that water is supplied to the rear of the belt at a rate of about 45 litres/cm 2 /hour, and when casting aluminum strips etc., liners this to a heat transfer of around 24 calories/cm 2/sec. Even when the distance between the jets is reduced and the speed of the water supplied is significantly increased, the rate of heat removal is only increased by about 10-20%.

Apparatet er således anordnet at selv med de foreslåtte trykk-reduksjonsforhold på baksiden av beltet, skal der forekomme stort sett ingen siging av beltene mellom nærbeliggende under-støttelser, slik at beltet ikke trekkes ut av varmeutvekslings-kontakt med det storknende metall i stopesonen. For å oppnå dette forhold er avstanden mellom de anti-friksjonsunderstot-tende stenger 36 fortrinnsvis begrenset til ikke mere enn femti ganger, fortrinnsvis tyve til femti ganger, tykkelsen av stålbeltet 15, som selv har en tykkelse på 0,5-1,5 mm. The apparatus is so arranged that, even with the proposed pressure-reduction conditions on the back of the belt, there should be virtually no sagging of the belts between nearby supports, so that the belt is not pulled out by heat exchange contact with the solidifying metal in the stop zone. In order to achieve this ratio, the distance between the anti-friction supporting rods 36 is preferably limited to no more than fifty times, preferably twenty to fifty times, the thickness of the steel belt 15, which itself has a thickness of 0.5-1.5 mm .

Det ovenfor beskrevne kjølesystem er effektivt for å opprettholde et varmefall gjennom beltet på omkring 30°C. I dette tilfelle regnes det med at trykkforskjellen er på omkring 0,15 kg/cm , hvilket er nodvendig for å holde det ovre belte 15 i kontakt med stengene 36 over hele beltets bredde. Det er imidlertid å foretrekke å anordne utlopskammeret 33 slik at det holdes pa et trykk av minst 0,3 kg/cm under atmosfærisk trykk for å gi adekvat sikkerhetsfaktor. The cooling system described above is effective in maintaining a heat drop through the belt of around 30°C. In this case, it is assumed that the pressure difference is about 0.15 kg/cm, which is necessary to keep the upper belt 15 in contact with the bars 36 over the entire width of the belt. However, it is preferable to arrange the outlet chamber 33 so that it is kept at a pressure of at least 0.3 kg/cm below atmospheric pressure to provide an adequate safety factor.

I fig. 1 er avstanden mellom beltene 15 ved inngangen til stopesonen grovt justert ved hjelp av en pakning anbragt som avstands-stykker ved husets understøttelse og ytterligere finjustert ved hjelp av reguleringsskruer som virker på strekkstag 41 for å anordne rammen slik at justeringsplater 42 kan heves resp. senkes. Det ovre hus 26 er montert på tapper 43, slik at formhulrommets avsmalnende form mellom beltene 15 kan varieres ved vinkelbevegelse av det ovre hus 26 om tapplagringene 43 ved hjelp av en arm 44, som presses nedover ved hjelp av en pneu-matisk sylinder 45 for å bringe en stoppeplate 46 i kontakt med et justerbart anlegg 47. Et ovre anlegg 48 er anordnet som en sikkerhetsstopper. En av fordelene ved denne anordning er at hvis anlegget 47 innstilles for å gi sterk avsmalning av formhulrommet, vil det storknede metall ved formhulrommets utgående ende vippe huset 26 oppover mot fjærbelastningen av sylinderen 45. Anlegget 47 kan da gjeninnstilles for å tilveiebringe optimale overflateegenskaper for båndet som kommer ut fra formhulrommet . In fig. 1, the distance between the belts 15 at the entrance to the stop zone is roughly adjusted by means of a gasket placed as spacers at the housing support and further fine-tuned by means of adjustment screws that act on tension rods 41 to arrange the frame so that adjustment plates 42 can be raised or lowered. The upper housing 26 is mounted on pins 43, so that the tapered shape of the mold cavity between the belts 15 can be varied by angular movement of the upper housing 26 about the pin bearings 43 by means of an arm 44, which is pressed downwards by means of a pneumatic cylinder 45 for bringing a stop plate 46 into contact with an adjustable device 47. An upper device 48 is provided as a safety stop. One of the advantages of this device is that if the device 47 is adjusted to give a strong taper of the mold cavity, the solidified metal at the outlet end of the mold cavity will tilt the housing 26 upwards against the spring load of the cylinder 45. The device 47 can then be readjusted to provide optimal surface properties for the strip which emerges from the mold cavity.

Tapperennen 23 (fig. 6) er anordnet med et neseparti 50, som The tap channel 23 (fig. 6) is arranged with a nose part 50, which

i virksom stilling strekker seg inn i rommet mellom beltene. Sidedamfbringer 51 er festet til sidene av tapperennen 23 og har en svak elastisitet for å presse de innkommende sidedem-ninger mot siden av tapperennens neseparti 50, hvorved dannes en tetning ved inngangen til stopesonen, slik at en passende matningshbyde eller en dam av metall kan opprettholdes inne i tapperennen 23 under stopeoperasjonen. in active position extends into the space between the belts. Side steam carriers 51 are attached to the sides of the chute 23 and have a slight elasticity to press the incoming side dams against the side of the chute nose 50, whereby a seal is formed at the entrance to the stop zone, so that a suitable feed trough or metal dam can be maintained inside the tap chute 23 during the stopping operation.

Virkningen av det under-atmosfæriske trykk i utlopskammeret The effect of the sub-atmospheric pressure in the discharge chamber

kan kompletteres ved magnetisk tiltrekning for å holde beltet i kontakt med de understøttende stenger 36. Dette kan oppnås ved å anvende ferromagnetiske understottelsesstenger 36 eller andre magnetiske eller magnetiserbare understøttelser, fortrinns- can be supplemented by magnetic attraction to keep the belt in contact with the supporting rods 36. This can be achieved by using ferromagnetic support rods 36 or other magnetic or magnetizable supports, preferably

vis fremstilt av lavfriksjonsmateriale. show made of low-friction material.

Det vil forstås at dette kjølesystem kan anvendes i apparater, i hvilke stopesonen anordnes i vertikal retning eller bratt skrånende. I slike tilfeller kan trykket av det flytende metall anvendes for å bidra til å holde beltene i anlegg mot under-støttelsene. Når beltene anvendes i horisontal stilling, som vist på apparatet i fig. 1, er det å foretrekke å arbeide med et trykk på 0-0,3 kg/cm under atmosfæren i innlopskammeret 32 og en trykkforskjell pa omkring 0,3 kg/cm mellom innlopskammeret 32 og utlopskammeret 33 for å presse stråler av vann gjennom stråleåpningene 38. It will be understood that this cooling system can be used in devices in which the stop zone is arranged in a vertical direction or steeply inclined. In such cases, the pressure of the liquid metal can be used to help keep the belts in contact with the supports. When the belts are used in a horizontal position, as shown on the device in fig. 1, it is preferable to work with a pressure of 0-0.3 kg/cm under the atmosphere in the inlet chamber 32 and a pressure difference of about 0.3 kg/cm between the inlet chamber 32 and the outlet chamber 33 to push jets of water through the jet openings 38.

Det er mulig å anordne det således at bare det ovre belte 15 holdes i kontakt med de understottende stenger 36 ved trykkforskjell, idet vekten av metallet på det nedre belte tjener til å holde dette i anlegg mot det nedre sett av understøttende stenger. Det er imidlertid innlysende å foretrekke å anvende It is possible to arrange it so that only the upper belt 15 is kept in contact with the supporting rods 36 by pressure difference, the weight of the metal on the lower belt serving to keep it in contact with the lower set of supporting rods. However, it is obvious to prefer to apply

suksjon til utlopskamrene for både det ovre og det nedre hus 26. suction to the outlet chambers for both the upper and lower housing 26.

Det apparat som er vist i fig. 1-7 har vært anvendt med meget gunstige resultater for stoping av aluminium og aluminiumleger-inger til båndmetall med ekselente overflatekvaliteter. The apparatus shown in fig. 1-7 have been used with very favorable results for stopping aluminum and aluminum alloys into strip metal with excellent surface qualities.

Når det materiale som stopes er av kommersiell aluminiumskvali-tet, som storkner innenfor meget smale temperaturgrenser, viste det seg mulig i apparatet ifolge fig. 1, hvor lengden av stopesonen er 22,5 cm, å stope materialet med en hastighet av 275 cm/ min. og en tykkelse på 12 mm samt anordne adskillelsen av beltene på omkring 0,6 mm mindre ved utgangsenden for stopesonen enn ved inngangsenden. When the material that is stopped is of commercial aluminum quality, which solidifies within very narrow temperature limits, it proved possible in the apparatus according to fig. 1, where the length of the stop zone is 22.5 cm, to stop the material at a speed of 275 cm/min. and a thickness of 12 mm as well as arrange the separation of the belts to be about 0.6 mm less at the output end of the stop zone than at the input end.

Når det stopte materiale var en aluminiumslegering med forskjellige komponenter som storknet ved temperaturer innenfor et bredt område, f.eks. 110°C, viste det seg at legeringsbånd When the stopped material was an aluminum alloy with different components that solidified at temperatures within a wide range, e.g. 110°C, it was found that alloy bands

•med en tykkelse på 12 mm kunne stopes med en hastighet på •with a thickness of 12 mm could be stopped at a speed of

225 cm/min. uten at det viste seg overflateutfellinger når spal-ten mellom beltene var omkring 0,5 mm mindre ved utgangsenden enn ved inngangsenden. 225 cm/min. without surface precipitation appearing when the gap between the belts was about 0.5 mm smaller at the output end than at the input end.

De understøttende elementer kan maskineres slik at de ligger i et felles plan, hvorved beltene i stopesonen får en plan profil. Alternativt kan det være onskelig å ha en meget svak langsgående krumning (f.eks. en radius på 50 meter) eller mere kompliserte utformninger. The supporting elements can be machined so that they lie in a common plane, whereby the belts in the stop zone get a flat profile. Alternatively, it may be desirable to have a very slight longitudinal curvature (e.g. a radius of 50 metres) or more complicated designs.

Det som foran er anfort er anvendelig hvor to stort sett parallelle belter anvendes. I et apparat hvor én av flatene i stopesonen utgjores av en vannavkjolt trommel, må belteunderstottelsene være maskinert slik at de definerer en flate som progressivt nærmer seg overflaten av trommelen for å tilveiebringe et avsmalnende, men buet, formhulrom. What is stated above is applicable where two largely parallel belts are used. In an apparatus where one of the surfaces of the stop zone is formed by a water-cooled drum, the belt supports must be machined to define a surface which progressively approaches the surface of the drum to provide a tapered, but curved, mold cavity.

Det er imidlertid mere å foretrekke å anvende to belter. However, it is more preferable to use two belts.

Claims

1. Apparatus for continuous casting of metal strips, where molten metal is introduced into a mold cavity between a pair of heat-conducting belts (15), which apparatus is provided with several belt supports (36) at the mold cavity and with means for supplying cooling liquid directly to the rear surface of each belt at the mold space, characterized in that the support parts (36) are arranged in a housing (26) which opens towards the molding belt, that a suction pump is arranged to hold the interior of the housing at sub-atmospheric pressure in order to pull the belt towards the supports (36), and that the distance between the belt supports (36) is arranged so that the area of the belt between successive supports is deformed by less than 0.05 mm at the stress to which it is subjected.

2. Apparatus according to claim 1, where the belt is a steel belt with a thickness of 0.5 - 1.5 mm, characterized in that the belt supports are stationary and that the distance between the supports is less than 50 times the thickness of the belt.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that several closely spaced jet openings (38) are arranged in the housing (26) and in a manner known per se are directed largely perpendicular to the belt (15), and that the suction pump is arranged to draw coolant out through the outlet channel (29) so as to maintain a sub-atmospheric condition in the housing and direct coolant jets towards the back of the belt.

4. Apparatus as specified in claim 3, characterized in that said belt supports have the form of transverse bars (36).

5. Apparatus as stated in claim 3 or 4, characterized in that said housing (26) consists of a box-like frame, which includes a first horizontal partition wall (34) arranged at a certain distance from the belt's path of movement and from another horizontal partition wall (31 ) delimiting a coolant inlet chamber (32), a number of openings (38) formed in said first horizontal partitions (34) for supplying coolant to the rear of the belt (15), and a number of drain pipes (40) connecting and extending through said first and second partitions (34, 31) for the passage of water to a water outlet (29).

6. Apparatus as stated in claim 5, characterized in that the box-like frame comprises a rigid housing with a belt mounting surface (35) on the outside, an opening in the housing located inside and surrounded by this belt mounting surface (35), the belt supports (36 ) is arranged inside said opening and supported by the first dividing wall (34) at the level of the surrounding belt installation surface (35).

7. Apparatus as stated in a preceding claim, characterized in that the belt supports (36) in contact with one of the belts (15) are mounted on a common frame, which is rotatably mounted towards the inlet end of the mold cavity to allow the inclination of the belt's path of movement to is varied in accordance with the path of movement of the second of said belts.

8. Apparatus as set forth in claim 7, characterized in that the box-like frame is spring-loaded (45) against a fixed stop (47) to allow an increase in the space between the belts (15) at the outlet end of the mold cavity in accordance with an unusually large thickness of the solidified metal band in the mold cavity at the expiration end of this.