NO780506L - Fremgangsmaate til aa kjoele og foere et omloepende kokillebaand paa en innretning for kontinuerlig strengstoeping - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til å kjøle og føre et omløpende kokillebånd på en innretning for kontinuerlig strengstøping.

Det omlopende kokillebånd på en strengstOpe-innretning blir ved hjelp av en kjolevæske ikke bare avkjSlt, men samtidig også fort og holdt stabilt i liten avstand fra en foringsplate ved hjelp av de hydrostatiske krefter som denne væsken ut6ver. Til dette formål fores vaesken inn i et antall små lommer i foringsplatens overflate, i hvilket det danner seg hydrostatiske trykk i avhengighet av avstanden mellom kokillebånd og lommerand. På utsiden av lommene virker et understrykk på kokillebåndet. I tillegg kan dette trekkes mot foringsplaten ved hjelp av magnet-krefter.

Det hydrostatisk forte kokillebåndet kan settes i mekaniske svingninger loddrett til sitt eget plan ved hjelp av pulserende væsketilførsel eller elektro-magnetisk, for,om 6ns'ket, i det minste på enkelte, steder å redusere varmeovergangen fra stopegods til koiillebåndet.

Det finnes forskjellige stope innretninger som tjener til kontinuerlig stopning av bånd - i det folgende kalt "streng" - av lett- eller tungmetaller.

I en type av disse kjente stopeinnretninger dannes stopekairaneret av to fleksible, endelose og omlopende metallbånd, i det folgende kalt "kokillebånd", mellom hvilke det kontinuerlig tilforte

smeltede metall stivner, og som avkjoles ved hjelp

av en kjolevæske på stopekammerets eller stope-

sidens motsatte side, i det folgende kalt "baksiden", for å lede vekk varmen fra det stivnende stopegodset. Med stopeinnretninger av denne art kan strenger i

alle onskelige bredder og vanligvis med en tykkelse fra 10 til 100 mm stopes kontinuerlig.

Kjolevæsken fores her ved hjelp av spesielle dyser og ledeapparater med hoy hastighet på kokillebåndenes bakside. En stopeinnretning av denne typen beskrives f.eks. i U.S. Patent Nr. 2 904 860.

Stopekammeret begrenses i lengderetningen på begge sider ved hjelp av sideskjold som er anbragt mellom kokillebåndene oj hvis hoyde tilsvarer avstanden mellom kokillebåndene, og som dermed bestemmer tykkelsen av strenggodset. Fortrinnsvis anvendes medlopende sideskjold, som legges over et av kokillebåndene og settes i omlop med dette ved adhesjon. Skjoldene består av små blokker av metall eller kera-mikk, som danner et endelost, lukket belte, hvis av-viklede lengde er noe storre enn kokillebåndets. En sideforing i stopekammerområdet sorger for den onskede distansering av de to skjoldene. Bredden av strengen er gitt gjennom denne distansen. Strenger av forskjellig bredde fremstilles ved å forstille disse sideforingene.

Alt etter material og tykkelse av den stopte strengen kan man arbeide med stopehastigheter fra 1

til 10 m/min.

Tykkelsen av kokillebåndet utgjor i de kjente innretninger 0,5 til 2 mm. Alt etter stopegodsets temperatur og den onskede kjolevirkning kan kokillebåndene forsynes med et varmeiscajerende belegg på

den siden som er i beroring med stopegodset, for derved å forebvgge en termisk overbelastning av kokillebåndet eller for å forhindre en for rask avkjoling av strengen.

Hvert av kokillebåndene fores over en eller flere styreruller, hvorav en er montert foran og en bak stopekammeret og minst en av rullene er drevet, for å sette kokillebåndene i omlop tilsvarende stopehastigheten. En av rullene kan forstilles ved hjelp av kjente innretninger og tillater å spenne kokillebåndet eller avspenne det for utveksling. Videre tjener en av rullene til sidelengs foring av kokille-båndefog er utstyrt med en dertil egnet styring av kjent art.

I stopekammerområdet stottes kokillebåndene

på baksiden av et antall smale, roterende skiver som er slik profilert at de yter minst mulig motstand mot kjolevæsken som strommer over kokillebåndene. Skivene har som oppgave å oppta vekten fra stopegodset og eventuellt metallostatisk trykk, og dessuten de nodvendige krefter til forhindring av bolgeformet forkastning av kokillebåndene.

Stopeinnretningen monteres på et spesielt konstruert stativ, som tillater den nSdvendige inn-stilling av tykkelse og bredde av strengen som skal stopes. På en av sidene tillater formen av stativet fri tilgang til stopeinnretningen, slik at kokillebåndene kan byttes ut raskt og uten spesielle for-holdsregler.

På stopeinnretningens utlopsside er det an-orndet drevne valser, som i drift fatter den stopte strengen og tilforer den de folgende operasjoner

i samsvar med stopehastigheten.

Et kjoleanlegg med de nodvendige bestanddeler, som kjolemiddeltank, ledningssystem, pumper, varme-veksler, filter, regulerings- og sikkerhetsapparatur er nodvendig for at kjolevæsken kan oppfylle de kjemiske og fysikalske driftsbetingelser og sirku-lere gjennom stopeinnretningen i den nodvendige mengde for å kjole kokillebåndene. Alt etter de stedlige forhold kan åpne eller lukkede kretslop anvendes. Som kjolevaeske anvendes vanligvis vann eller en vann-olje-emulsjon.

Erfaringen viser at det er forbundet med store problemer å forhindre forkastninger av kokillebåndet og dermed en jevn avkjoling av stopegodset.

Da et kokillebånd riktignok kan spennes i om-fangsretningen, men ikke på tvers, oppviser dette i stopekammerområdet alltid en tendens til å forkaste seg bolgeformet på grunn av varmespenninger. Folgen er at kokillebåndet hever seg fra stopegodset på enkelte steder og dermed forårsaker en uensartet avkjoling av strengens sider og overflate. Erfarings-messig oppstår derved kvalitets feil i strengen, som alt etter legering og stopegodstype opptrer i form av overflatekrympning, porositet, grovkornethet, riss og tykkelsesvariasjoner osv.

De nevnte defekter kan unngås, hvis avkjSlingen av stopegodset skjer tilstrekkelig ensartet på begge sider og over hele bredden.

Erfaringen tilsier at denne betingelse bare kan overholdes hvis bolgevariasjonene eller ujevnheten av kokillebåndet utgjor mindre enn 0,05 mm i lopet av stopestrekningen.

Selv ved anvendelse av materiale med ytterst lav varmeutvidelseskoeffisient for kokillebåndet - f.eks. hoylegert materiale med Ni eller andre elementer, kjent under betegnelsen INVAR - lar pro-blemene seg ikke lose tilfredsstillende, da kokillebåndet ved stopeinnretninger av bekjent art ved siden av de termiske også utsettes for andre påkjenninger, som omtales senere.

Det er også kjent å anvende stive, belteformede kokilleblokker som er hengslet til hverandre i stedet for de fleksible kokillebåndene. Disse beveger seg i et lukket foringssystem sammen med stopegodset i stopestrekningens lengderetning, hvilket oppnås ved hjelp av en egnet anordning. Avkjolingen skjer i et rom som står under atmosfærisk undertrykk, idet kokillen spyles med en kjolevaeske. Kjolevaesken treffer kokillen gjennom et stort antall regelmessig fordelte dyser og forer.dermed den varmemengde vekk Som opptas i kontakt med stopegodset. (sveitsisk patent Nr. 456 056) .

Prinsippet å spyle kjolevæsken i et rom under atmosfærisk undertrykk anvendes nå også for avkjoling av fleksible kokillebånd (engelsk patent nr. 1 387 992). Istedetfor de nevnte, dreibare stotteskiver, benyttes ogsa faste stottestenger som monteres på tvers over kokillebåndene. På grunn av undertrykket som ved denne fremgangsmåten utoves på kokillebåndenes kjoleflater, blir disse sugd mot avstotningen. Denne forholdsregel skal motvirke kokillebåndenes tendens til bolgeformet forkastning og samtidig forbedre kjole-virkningen.

Erfaringen viser at det er en fordel for stopegodsets kvalitet, om stoperetningen skråner nedover.

For å imotekomme alle krav som stilles ved kontinuerlig strengstopning av de forskjellige aktuelle materialer,

er det nodvendig at stopeinnretningen kan tilpasses de individuelle betingelser, dvs. at den må kunne funk-sjonere med enhver helning av stopekammeret fra hori-sontal til vertikal retning.

Da anlegg med hoy ytelse krever stopekammere

med lengder opptil 2 m og mer, med tilsvarende dybde i stopegodset, oppstår med tiltagende helning et forholdsvis hoyt trykk på ko^killebåndene og deres av-stotninger p.g.a. det metallostatiske trykk.

Under forutsetning av konstant stopegodsdybde, forholder dette trykket seg naturligvis proporsjonalt til stopegodsets spesifikke vekt.

Ved stoping av tungmetaller,som f.eks. kobber,

zink, tinn, bly, stål osv., er det derfor ytterst problematisk å stope med bratt helling nedover, og fremfor alt når det hersker undertrykk på hele kokillebåndenes kjoleflater, da dette forer til en vesentlig okning av de på forhånd hoye belastningene fra stopegodset.

Den vertikale stoperetning blir fra det stope-tekniske synspunkt spesielt foretrukket, da man derved oppnår den beste formfylling, et hoyt metallostatisk trykk på bunnen av stopekammeret og en symmetrisk av-kjøling i forhold til lengdeaksen. Dette er faktorer som av kjente grunner har en positiv virkning på stopegodsets kvalitet.

Ved -anvendelse av roterende stotteskiver, opp-

står mellom disse og kokillebåndet meget hfiye spesi-

fikke trykk på grunn av de nodvendigvis ytterst små kontaktflatene. Allerede etter kortvarig drift kan dette fore til skader på kokillebåndets bakside, hvor-

ved dets standtid reduseres betydelig.

Stasjonaere båndforingselementer forårsaker

på den annen side, selvom de er utstyrt med glide-belegg, en betrakteleg friksjon med tilsvarende slitasje på støtteelementer og kokillebånd, som likeledes forer til forhoyede driftskostnader.

Ved forholdsvis lav gl/dehastighet oppstår dessuten

fare for "stick-slip" - effekt på støtteelementenes glideflater, hvilket kan fore til overflateriss og andre defekter i stopegodset.

Alle kjente båndforinger er dessuten beheftet

med den ulempe at kokillebåndet kan boye seg bakover over den tillatte grense mellom støtteelementene under innflytelse av vekten og/eller det metallostatiske trykk i stopegodset og/eller eventuelt herskende undertrykk i kjolerommet forbundet med mulige andre innvirkninger.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte som tillater å kjole og fore et kokillebånd i stopestrekningens lengderetning slik at forkastninger er utelukket, hvorved en ensartet avkjøling over hele strengens bredde oppnås og de ovenfor beskrevne ulemper ved de kjente fremgangsmåter og innretninger elimineres. Videre beskrives også en anordning til gjennomføring av fremgangsmåten, hvormed metallstrenger kan stopes i enhver praktisk ønskelig bredde mellom to fleksible, omlopende, endeløse kokillebånd.

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte til kjoling og foring av et omlopende kokillebånd og en innretning til kontinuerlig støping av metallstrenger, hvorved kjolevæske tilfores under trykk fra flere tillopsåpninger til kokillebåndets bakside, som vender vekk fra kjolekammeret, og avledes ved lavere trykk,karakterisert vedat kjolevæsken innfores på kokillebåndets bakside i et antall adskilte lommer med kanter som vender mot kokillebåndet, slik at den fyller lommene og rommet mellom disse og kokillebåndet fullstendig og trer ut av enhver lomme mellom dennes rand og kokillebåndets, hvoretter den avledes under lavere trykk. Avlopstverrsnittet fra hver lomme bestemmes av avstanden mellom kokillebåndet og lommeranden, slik at det i avhengighet av denne avstanden danner seg et hydrostatisk trykkfelt som virker på kokillebåndet i hver av lommene, som sammen med det lavere trykk som hersker utenfor lommene holder det lopende kokille-

tcU£,

båndet selvstendig i en praktisk konstant avstand fra kanten av lommene, hvorved kokillebåndet holdes for-kastningsfritt i stopekammerområdet og samtidig fores hydrostatisk.

Fra dé hittil kjente metoder for kjoling og foring (avstotting) av et kokillebånd i området rundt stopekammeret ,i skiller fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse seg prinsipielt derved at kokillebåndet i stopekammerområdet ikke stottes og fores av mekaniske elementer, som roterende stotteskiver eller faste under-lag, men at man ved hjelp av kjolevæsken frembringer hydrostatiske krefter som forhindrer forkastning av kokillebådet samt holder og forer dette i den onskede stilling. Kjolevaesken fores fortrinnsvis under turbulens inn i lommene, slik at kjolingen av kokillebåndet intensiveres.

Til gjennomføring av den oppfinnelsesmessige fremgangsmåte kan en oppfinnelsesmessig innretning anvendes, som oppviser en foringsplate montert i stopekammerområdet bak kokillebåndet, med tillopsåpninger tilsluttet et k jolevæske-trykkammer og avlopsåpninger tilsluttet et undertrykkainmer, kjennetegnet ved at foringsplaten på forsiden, som vender mot kokillebåndet, er oppdelt i et antall adskilte ):jolekammere, som hver for seg oppviser en lomme med en kant som vender mot kokillebåndet, og at minst en av tillopsåpningene munner ut i hver av lommene, mens avlopsåpningene og foringsplatens forside munner utenfor lommene,

slik at utlopstverrsnittet fra hver lomme bestemmes av distansen mellom kokillebåndet og kanten av lommen, slik at den under trykk tilforte kjolevæske fyller lommene og bygger opp et hydrostatisk virkende trykkfelt mot kokillebåndet i hver av lommene, hvis storrelse avhenaer av nevnte distanse og dermed,

sammen med det lavere trykk som hersker utenfor lommene, holder kokillebåndet selvstendig i en praktiskTconstant avstand fra randen av hver lomme.

Den folgende beskrivelse av foretrukkede utf5rel-sesformer av oppfinnelsen vedrorer et enkelt kokillebånd. Ved stopeinnretninger med flere kokillebånd kan oppfinnelsen naturligvis anvendes ved samtlige bånd.

Den i liten avstand bak kokillebåndet anornede foringsplate, hvis lengde og bredde er noe storre enn de tilsvarende dimensjoner for stoperommet, oppviser fortrinnsvis en tykkelse i størrelsesorden fra 20 til 50 mm, og kan være sammensatt av flere deler, hvis dette er fordelaktig for fremstillingen eller'andre grunner. Det er også mulig å anordne foringsplaten bare over en del av stopekammeret oa kjole og fore kokillebåndet over den andre delen av stopekammeret på annen måte. Foringsplaten oppviser nå tillops- og avlopsåpninger i relativ liten innbyrdes avstand, for-delt over flatene som vender mot kokillebåndet. J<*>Tillopsåpningene er forbundet med et kammer, her kalt "trykkammer", som kjolevæsken blir tilfort under trykk.

Avlopsåpningene munner derimot i et kammer med lavere trykk (vanligvis omgivelsestrykk) her kalt "lavtrykkammer", Fra lavtrykkammeret fores kjolevæsken kontinuerlig vekk.

På grunn av det store antall fortrinnsvis i regelmessige avstander anordnede tillops- og avlopsåpninger, er det hensiktsmessig å dele opp foringsplatens overflate som vender mot kokillebåndet over stopekammerområdet i kongruente felt, slik at hver av disse felt oppviser minst en tillops- og en avlopsåpning. Ved en fullstendig oppdeling av flaten har kjolekammerne ifolge geometriske lover form av en mangekant, nærmere bestemt tre-, fire- eller sekskanter. Det kan her brukes regulære tre-, fire-eller sekskanter, men det er også mulig å anvende rektangulære kjolekammere, i form av striper som strekker over hele bredden, en del av bredden eller lengderetningen av kokillebåndet.

Som beskrevet i det folgende, formes disse kjolekammere slik at kiolevaesken som strommer fra trykk-kammeret til lavtrykkammeret, strommer på baksiden av kokillebåndet og kjoler dette intenst og fullstendig over hele kjolekarnmerf laten, og at det dannes et positivt og et negativt hydrostatisk trykkfelt i forhold til omgivelsestrykket i hvert kjolekammer. Fra disse trykkfelt virker en resulterende kraft på kokillebåndet i en bestemt avhenighet av avstanden mellom foringsplaten og kokillebåndet, slik at kokillebåndet automatisk.inntar en bestemt avstand fra foringsplaten i området til hvert kjolekammer, og dermed fores og holdes stabilt over hele stopekammerflaten, slik at en uonsket deformasjon av denne flaten er utelukket.

For at kjolevaesken som strommer ut av tillopsåpningene kan spre seer ensartet og uten stor stromnings-motstand mellom foringsplaten og kokillebåndet, anbringes en fordypning - her kalt "lomme" -i hvert kjolekammer rundt tillopsåpningen eller tillopsåpningene. Dybden av lommene kan utgjore fra noen få tiendedels millimeter til flere millimeter. Finten av lommen' utfores fortrinnsvis så stor som mulig, slik at denne skilles fra en avlopsåpning bare ved en smal kant på mindre enn 0,5 mm bredde.

Da lommene under drift stadig er fylt med kjolevæske, forårsakes en kraftig turbulens i disse av den tilstrommende vaeske, hvorved det oppnås en intens kjoling av kokillebåndet i området til hver lomme.

Over .randen av lommen oppnås likeledes en tilstrekkelig kjolevirkning, da den vekkstrommende kjolevæsken strommer med relativ hoy hastighet mellom den smale kanten og kokillebåndet inn i avlopsåpningen.

Kjoleforholdene over avlopsåpningene omtales senere.

Hver tillopsåpning i lommene i kjolekammerne. tilsluttes fortrinnsvis med et individuelt ror til trykkammeret. Da kjolevæsken fortrinnsvis strommer med hoy hastighet på kokillebåndet for å oppnå en god kjolevirkning, er det hensiktsmessia med en dyseformet innsnevring av tillopsåpningene i kjolekammernes lommer.

Avlopsåpningene fra kjolekammerne på foringsplatens overside utformes fortrinnsvis som spalter,

som omgir lommene. Derved strommer kjolevæsken mellom foringsplaten og kokillebåndet i hvert kjolekammer fra tillopsåpnihgen, som med fordel anbringes i sentrum av kjolekammeret, i alle retninger til denne spalten,

som omgir lommen og samtidig danner grensen for kjolekammeret.

Bortsett fra randen av foringsplaten, strommer derved kjolevaesken alltid fra to tilstotende lommer til den felles mellomliggende spalten.

Spaltene oppviser en dybde på fortrinnsvis 8

til 12 mm og er, som tidligere bemerket, direkte forbundet med lavtrykkammeretgjennom hull i foringsplaten.

Av de i det folgende anforte grunner innstiller avstanden mellom foringsplaten og kokillebåndet seg automatisk i forhold til de krefter som virker på sist-nevnte over hvert kjolekammer, oa kokillebåndet holder seg i stabil likevekt på det nivå som innstiller seg.

På grunn av stromningsmotstanden i tillopsrorene ;og den dyseformede innsnevring av tverrsnittet ved innlopet til kjolekammernes lommer, er det hydrostatiske trykk i hver lomme ifolge stromningslaerens lover avhengig av utlopets tverrsnittsflate.

Hvis kokillebåndet hviler på foringsplaten,

så er utlopet fra lommen stengt. I dette tilfellet kan ingen stromnxngog dermed heller intet trykkfall opprettholdes i vedkommende tillopsror. Dermed blir det hydrostatiske trykk i lommen det samme som i trykkammeret. Fjerner kokillebåndet seg, så begynner kjolevaesken å flyte, med tilsvarende trykkfall i tillopsroret. Hvis den frie tverrsnittsflaten, dvs. produktet av lommeomfang og avstanden mellom kokillebånd og foringsplate, blir så stor at den minst tilsvarer tverrsnittsflaten av avlopsåpningen i lavtrykk-kammeret, kan lommen betegnes som helt åpen. Den oppviser da tilnaermelsesvis samme trykk som ved inn-

lopet til avlopsåpningene som står i forbindelse med lavtrykkammeret. Trykkdifferansen mellom trykkammeret og kjolekammerets lomme dannes derved ifolge trykk-fallet i dysen og stromningsmotstanden i kjolekammerets tillopsror. Dermed er det hydrostatiske trykk for en lukket og en helt åpen lomme for en bestående foringsplate prinsipielt bestemt ved gitt trykk i trykk- og lavtrykkammeret. Folgelig må dermed enhver mellomliggende distanse være tilordnet et bestemt trykk i lommen.

Kjolekammernes dimensjoner med til- og. avlopsåpninger og trykkene i trykk- og lavtrykkskammerne blir nå valgt slik at distansen mellom kokillebånd og foringsplate, henholdsvis lommeranden, i driftstilstand ligger mellom ovennevnte ytterpunkter. Dermed bygger det seg opp to trykkfelt i hvert kjolekammer, som virker på baksiden av kokillebåndet. Det ene, frem- bragt av det på baksiden av kokillebåndet virkende stromningstrykk og det hydrostatiske trykk i lommen, trykker kokillebåndet vekk fra foringsplaten og betegnes som positivt. Det andre, som oppviser et undertrykk i forhold til omgivelsestrykket, fordi det ligger over avlopsåpningene som er forbundet med lavtrykkammeret, betegnes som negativt, da det utover en resulterende kraft på kokillebåndet, som er rettet mot foringsplaten.

Allerede ved den minste reduksjon av avstanden på et eller annet sted i kjoleflaten, det vaere seg på grunn av okende trykkrefter i stopekammeret eller som folge av lokale deformasjoner av kokillebåndet, bygger det positive trykkfelt seg omgående opp med okningen av det hydrostatiske trykket i lommene til de tilhorende kjolekammere, da avlopet fra disse lommer innsnevres når kokillebåndet kommer nærmere.

I disse kjolekammerejoppstår derved en forhoyet kraft, som motvirker at kokillebåndet nærmer seg foringsplaten .

Den omvendte virkning inntrer når kokillebåndet fjerner seg fra foringsplaten. På grunn av den dermed forbundne okning av avlopstverrsnittet fra lommene til de kjolekammere som befinner seg på dette sted, avtar kraften fra trykkfeltene i disse lommer, hvorved en oket, mot foringsplaten rettet kraft resulterer, som motvirker at kokillebåndet fjerner seq.

Hvert kjolekammer bevirker dermed på grunn av det beskrevne prinsipps stabiliserende virkning en noyaktig regulering i sitt område, dvs., en konstant distanse mellom kokillebånd og foringsplate. Denne distanse innstiller seg automatisk i forhold til de herskende trykk i trykk- og lavtrykkammeret^ k jSle-kammerets dimensjoner, til- og avlopsåpningenes dimensjoner og de krefter som virker på kokillebåndet fra stopekammeret.

Kjolekammernes flate kan deles inn i to soner, nemlig i den over lommen, som utover en stabiliserende virkning på avstanden mellom kokillebåndet og foringsplaten, og den over avlopsåpningen, hvor det hersker praktisk talt indifferente forhold på grunn av det der herskende undertrykk, som ikke er saerlig avhengig av kokillebåndets stilling.

På grunn av kraftfeltene som virker på kokillebåndet i kjolekammerområdene, kan det oppstå en uonsket boying av kokillebåndet.

Dette problem kan loses uten å påvirke den intense avkjolingen av kokillebåndet hvis kjolekammernes dimensjoner, dvs. deres lengde og/eller bredde, velges tilstrekkelig liten. Ved kjolekammere i form av regulære tre-, fire- eller sekskanter, bor kjSle-kammerflåtene ikke utgjore mer enn 10 cm^fortr<in>ns-vis 1 til 6 cm , og den stabiliserende .sone bor utgjore minst 50 %, fortrinnsvis over 70 % av kjolekammerets totale flate. Tverrsnittsflaten av tillopsåpningen eller -åpningene i et kjolekammer skal ligge mellom 0,5 til 3,5 %fog i hvert kjolekammer skal flaten av avlopsåpningene fortrinnsvis være to til ti ganger så stor som flaten av tillopsåpningene.

Trykkene i trykk- og lavtrykkammeret kan tilpasses forholdene og utgjor fortrinnsvis, alt etter spesifikk vekt og temperatur i stopegodset og st6pe-kammerets helning, mellom 2 og 5 bar abs. i trykk-kammeret og fra 0,5 til 0,9 bar abs. i lavtrykkammeret. De ovre verdier anvendes ved hoy stopetemperatur og/ eller hoy spesifikk vekt av stopegodset og/eller ved sterk helning av stopekammeret.

Under de beskrevne forhold vil en distanse fra 0,02 til 1 mm innstille seg under drift mellom foringsplaten og kokillebåndet, Over hele kjolekammerområdet holdes kokillebåndets avstand fra foringsplaten i så snevre grenser at de lokale forboyninger på grunn av mekanisk og termisk påkjenning er så små at den tidligere fastsatte betingelse for dette forhold uten videre kan overholdes og dermed ingen skadelige påvirkninger av strengens kvalitet kan oppstå.

Den angitte avstand kan varieres vilkårlig ved

å forandre avlopstverrsnittet over stopekammerets lengderetning.

Den lavere verdi kommer fortrinnsvis til anvendelse ved begynnelsen av stopekammeret, dvs. på

den strekningen hvor stopegodset bare har en blftt eller spro skorpe, mens den hoyere verdi gjelder for utlopssiden.

,Da kjolekammernes avlopsåpninger kan utfores som paralelle spalter som omgir lommene, og da avlopstverrsnittet bare utgjor det dobbelte til det tidobbelte av tillopsåpningens tverrsnitt, må spaltene på grunn av kjolekammernes storrelse utfores forholdsvis smale.

Da kjolevaesken fra to tilstotende kjolekammere strommer fra motsatt retning og treffer hverandre over spaltåpningen, oppstår også på dette sted en sterk turbulens i kjolevæsken, som bevirker at den nodvendige avkjoling av kokillebåndet oppnås også utenfor lommene, og dermed fullstendig over hele kjolekammerflaten, og i sin tur også'stopekammeret.

Lavtrykkammeret anordnes fortrinnsvis umiddelbart bak foringsplaten og trykkammeret direkte bak lavtrykkammeret, adskilt ved en skillevegg, og kammerne . strekker eeg over hele foringsplatens flate. Dermed er det mulig å forbinde kjolekammerne direkte med lavtrykkammeret ved hjelp av gjennomgående hull i foringsplaten. Dette er en stor fordel da stromningsmotstanden for retur-kjolevaesken på denne måte blir minimal. Dette har til folge at undertrykket i lavtrykkammeret ikke behover å være vesentlig hoyere enn det som kreves i kjolekammernes avlopsåpninger.

Tillopsrorene for tilforsel av kjolevæske

fra trykkammeret til kjolekammerne forer dermed gjennom lavtrykkammeret.I dette hemmes derfor gjennomstromningen av kjolevæske. For å holde trykktapet her innen rimelige grenser, er det nodvendig at avstanden mellom foringsplaten og den motstående veggen i lavtrykkammeret er tilstrekkelig stor. Alt etter tillo<p>srorenes diameter og innbyrdes avstand, velges ovennevnte avstand fortrinnsvis med 5 til 25 % av kvadratroten av foringsplatens kjoleflate.

I den hittil beskrevne innretning må det som nevnt vanligvis, alt etter forholdene, opprettholdes et mer eller mindre hoyt undertrykk i lavtrykkammeret i forhold til omgivelsestrykket. Ved et for hoyt undertrykk kan det imidlertid lett oppstå kavitasjon i den kjolevaesken som suges vekk, spesielt fordi denne kjolevaesken er oppvarmet. Hvis kokillebåndet består av ferromagnetisk materiale, kan dette forhindres ved å anlegge magnetfelt på kokillebåndets bakside, som trekker kokillebåndet mot foringsplaten. Disse magnetfelter understotter da virkningen av undertrykket, med hvilket kjolevæsken suges vekk, slik at dette undertrykk Jean være mindre, uten at virkningen forringes. Magnetfeltene frembringes hensiktsmessig ved hjelp av elektromagneter, da disse kan frakobles hvis f.eks. kokillebåndet må utveksles. Magnetene, fortrinnsvis elektromagneter, kan festes hensiktsmessig i eller på foringsplaten.

Den totale mengde kjolevæske som må str5mme gjennom kjolekammerne for å frembringe de nodvendige hydrostatiske trykkfelt i disse og å holde og fore kokillebåndet i den onskede avstand fra foringsplaten, er forholdsvis stor. Foråt hele denne kjolevæske-mengde skal stromme fra trykkammeret gjennom kjolekammerne til lavtrykkammeret, er det nodvendig med tilsvarende store dimensjoner for pumper, ledninger, filtere og andre armaturer i kjøleanlegget, som kjole vaesken strommer gjennom fra lavtrykkammeret og til-bake til trykkammeret. Vaeskemengden som strommer gjennom kjolesysternet kan reduseres idet det anordnes en strålepumpe i det minste i noen av forbindelsene mellom tillopsåpningene og kjolevaesketrykkammeret, hvis sugeside er tilsluttet avlopsåpningene for å overfore kjolevaeske direkte fra avlopsåpningene til tillopsåpningen. Med denne forholdsregelen er det mulig å redusere kjolevaeskemengden som sirkulerer i kjolesystemet til mindre enn 50 & aV den mengde som strommer gjennom kjolekammerne. Mer enn 50 % av vaeskemengden fra avlo<p>såpningene kan altså tilfores tillopsåpningene uten omveien om lavtrykkammer, kjøle-anlegg og trykkammer. Dette forer til betydelig lavere investeringskostnader for kjøleanlegget. På grunn av den relativt lave tem<p>eraturforhoyelsen av kjolevaesken i kjolekammerne, er den foreslåtte losning med henblikk på varmetransporten, dvs. bortledning av varme fra baksiden av kokillebåndet, uten videre mulig. For drift av strålepumpen er det vanligvis tilstrekkelig om man forhøyer trykket i trykkammeret til ca. 4 til 12 bar abs. istedetfor som tidligere fore-slått 2 til 5 bar abs., alt etter stopetemperatur og/ eller stopegodsets spesifikke vekt og/eller stopegodsets helning, idet pumpekarakteristikken tilpasses tilsvarende.

Med den beskrevede måte å kjole og fore et kokillebånd i stopekammerområdet, behover man ikke den hoye forspenning av kokillebåndet i omfangs-retninqen som ellers er nodvendia for å holde dette så flatt som muliq over stopestrekningen. Dessuten be-hoves det bare ytterst små krefter for å holde kokillebåndet i omlop, da det kun hersker vaeskefriksjon mellom kokillebåndet og foringsplaten. Begge disse forhold tillater at kokillebåndet kan settes i drift uten nevneverdig forspenning. En minimal forspenning er kun betinget av drivemekanismen. Dermed utsettes kokillebåndet i området for stopestrekningen praktisk talt bare for de termiske spenninger, hvilket resulterer i en betydelig lengre levetid. Av de nevnte grunner kan man gi avkall på styrerullene som ved andre stopeinnretninger med kokillebånd befinner seg foran oq bak stopekammeret. Istedetfor disse, kan kokillebåndet ledes over flere foringsruller med relativ liten diameter, som anordnes over kokillebåndets bredde og langs en bue om den onskede vinkel.

Denne byggemåte byr på den vesentlige fordel

at dysen som tjener til å tilfore det smeltede metall til stopekammeret, kan være betydelig kortere og dermed stabilere og enklere, samt at strengen som stopes

i stopeinnretningen, kan fattes og fores av de; såkalte fremdriftsvalser i korteste avstand etter stopekammeret. Dette forer ved siden av plassinnsparing også til en oket driftssikkerhet for stopeinnretningen.

Da friksjonen mellom strengen som stopes og kokillebåndet av tidligere nevnte grunner er storre enn friksjonen mellom kokillebånd og den stasjonære delen av stopeinnretningen (vaeskefriksjon i stopekammerområdet) , kan kokillebåndet slepes med av den bevegende strengen med samme hastighet og dermed settes i omlop når den stivnende del av strengen kan oppta den for dette nodvendige trekkraft, hvilket er avhengig av egenskapene hos materialet som stopes. Under disse om-stendigheter kan man gi avkall på en spesiell drifts-innretning og de tilhorende hastighetsreguleringer for kokillebåndene, hvorved stopeinnretningen blir betydelig enklere.

En annen fordel ved den beskrevede hydrostatiske foring av kokillebåndene består i at det, om onsket,

er mulig å frembringe mekaniske svingninger i kokillebåndet loddrett til dette i det området hvor det er i beroring med stopegodset. Med slike svingninger kan

il

varmeledningen fra stopegods til kokillebånd inn-skrenkes. Dette kan eventuelt vaere onskelig for å forhindre en termisk overbelastning av kokillebåndet og/eller for å forhindre en for brå avkjoling av stopegodset.

For å redusere varmeovergangen fra stopegodset til et kokillebånd er det i og for seg kjent å utstyre den side av kokillebåndet som står i beroring med stopegodset med et varmeisolerende skikt. Denne losning er imidlertid 'bundet med en rekke problemer. For det forste er det relativt omstendelig å anbringe et belegg som fester godt nok, for det andre er det meget vanskelig å oppnå et belegg med tilstrekkelig ensartet varmeisolering over hele kokillebåndets flate, og for det tredje utsettes belegget for slitasje, som forer til at de losnede partikler fra belegget blir hengene som fremmedlegemer på strengens overflate og dermed kan påvirke ferdigprodukte kvalitet.

Dieee ulemper unngås med foreliggende oppfinnelse gjennom reduksjon av varmeovergangen ved mekaniske svingninger. En videre fordel består i at disse svingningene kan frembringes etter valg i bare en del av kokillebåndområdet som er i beroring med stopegodset, for å redusere varmeovergangen bare i denne del, spesielt i innlopsområdet i stopestrekningen, hvor den termiske belastning, og dermed faren for forkastninger av kokillebåndet, er storst. Selvfolgelig kan man også fremkalle svingninger hvis amplitude langsomt avtar langs stopekammerets lengderetning.

Kort sagt, er til enhver tid en vilkårlig stedlig eller tidsmessig styring av varmeovergangen mulig.

Svingningene kan fremstilles sinusformet

eller også i andre former. For å oppnå den onskede effekt optimalt, er det hensiktsmessig om svingningenes frekvens ligger mellom ca. 20 og 500 sec ^ og sving--5 -4 ningsamplituden mellom ca. 2-10 og 2-10 meter.

Ved sinusformet svingning er fallet i varmeovergangen

2

spesielt sterk når forholdet h*f > 0,5 er oppfylt, hvor h er amplituden i meter og f frekvensen i sec ^. Ved andre svingnings f ormer kan produktet h-f 2 være noe mindre.

Hvis kokillebåndet består av ferromagnetisk materiale, kan man f.eks fremkalle svingningene ved hjelp av magnetiske vekselfelt.

Men svingningene av kokillebåndet kan også, uavhengig av dets materiale,fremkalles ved at kjolevæsken tilfores kokillebåndets bakside pulserende,

i det minste på noen steder. Hvis tillopsåpningene er forbundet med adskilte tillopsror, kan en pulserende stromning av kjolevaesken i tillopsrorene fremkalles idet rorenes tverrsnitts flate forandres periodisk. Dette kan oppnås på enkleste måte ved hjelp av en svingende ventil i kjolevæskens tillopsledning. Ethvert tillopsror kan ha en egen ventil med tilsvarende storrelser. Som ventiler kan slike anvendes hvor ventillegemet settes i svingninger av den gjennomstrømmende kjolevæske, slik at stromnings-tverrsnittet forandrer seg periodisk, men bedre er det med elektrisk styring.

På grunnlag av tegningen skal i de folgende ut f orelseseksempler oppfinnelsen beskrives nærmere.

På tegningen viser:

Fig. 1 en stopeinnretning med vertikalt anordnet stopekammer samt foring og kjoling av kokillebåndene ifolge oppfinnelsen. Til venstre på fiq. 1 Fig. 2 viser innretningen med blikkretning mot kokillebåndet og anskueliggjor en losning for opp-hengning av innretningen og et fundament som hviler på et stativ med fri tilgang fra hoyre for å kunne veksle ut kokillebåndene. Fig. 3 til 11 anskueliggjør i storre målestokk snitt og oppriss for forskjellige utfSrelsesfoirmer for foringsplaten med kjdlekammere, til fSrselsror, avlopshull, lavtrykkammer og kokillebånd. I alle de fremstilte tilfeller består foringsplaten av grunnplate med påsattekjolekammerelementer. Her viser: fig. 3 og 4 i snitt respektive oppriss an-ordningen ved sekskantete kjolekammere og likeledes sekskantete lommer, uten sidetillop mellom de soppformede kjolekammerelementene,

fig. 5 og 6 igjen i snitt respektive oppriss en oppbygning av foringsplaten med kvadratiske kjolekammere og med runde, soppformede kjolekammerelementer og med et sidetillop i hvert hjorne av kj51e-kammerne,

fig. 7 og 8 likeledes i snitt respektive oppriss en oppbygning av foringsplaten med sekskantete kjolekammere og med runde, soppformede kjolekammerelementer og med et sidetillop i hvert hjorne av kjolekammerne,

fig. 9 i et lignende snitt som fig. 3 en variant hvor kjolekammerelementene forst er utstyrt med strålepumper og så med magnetviklinger,

fig. 10 i snitt en selvsvingende ventil i tillopsroret til et kjolekammerelement og

fig. 11 i et lignende snitt som fig. 10 en elektrisk styrt ventil.

I stopeinnretningen ifolge fig. 1 og 2 er et hSytrykkammer 11 anbragt i et hus 10 vist i snitt

i fig. 1, som mates med kjolevaeske under trykk fra

en åpning 12. Denne strommer i tillopsror 14 gjennom et lavtrykkammer 15 og gjennom en foringsplate 13,

som er anordnet i liten avstand bak et omlopende, endelost kokillebånd 20 i området for et stopekammer 26.

Som fremgår av fig.l, loper det endelose kokillebånd 20 over en drevet rulle 23, når så en styredel 24, som er utstyrt med bueformet anordnede fore-ruller 25, og loper så over foringsplaten 13, som er anordnet bak stopekammeret 26. Ved utlopet av stopekammeret loper kokillebåndet 20 videre over en forings-rulle 28, anordnet på en nedre styredel 27, til driverullen 23. Foringsrullene 25 og 28 oppviser fortrinnsvis en diameter på 20 til 25 mm. Det er fordelaktig å anordne flere smale ruller med mellomliggende stotte-lag^-re over bredden av kokillebåndet 20. Rullenes omdreiningsakser kan også forskyves innbyrdes, slik at man oppnår en trinnvis anordning av rullene. Gjennom en tett, trinnvis anordning av rullene er det mulig å oppnå en foring og stotting kokillebåndet som imøte-kommer alle krav.

Driverullen 23 er opphengt i festene 29 ved hjelp av spennesylind-^re 30 på begge sider og kan forskyves i horisontalplanet, slik at kokillebåndet lett lar seg spenne pnevmatisk eller hydraulisk eller, om nodvendig, avspennes fullstendig for å kunne utveksles .

Ved hjelp av en sylinder 31 ved den bakre del av rullen 23, kan denne svinges i vertikalplanet,

slik at en sidelengs avlopning av kokillebåndet kan forhindres ved hjelp av en styring av kjent art.

Stopekammeret 26 med den inntegnede streng 32 avgrenses på begge sider av de såkalte sideskjold. Disse består av en endelos kjede blokker 33 av metall eller keramisk materiale, innbyrdes forbundet med ledd eller boyelig, og hviler på et av kokillebåndene, slik at de beveger seg med dette i om-lopsretningen.

Ved hjelp av ikke inntegnede, stillbare side-foringer, kan avstanden mellom sideskjoldene og dermed bredden av strengen'som skal stopes tilpasses etter onske.

Det smeltede metall ledes fra ovnen gjennom en beholder 34 og deretter til en stopedyse 36 gjennom et antall ror 35 av keramisk materiale, anordnet loddrett ved siden av hverandre i stopeplanet. Den gjennomstrommende mengde smeltet metall styres av nivåreguleringer av kjent art.

Fra stopedysen 36 strommer metallet jevnt for-delt over bredden av strengen som skal stopes, inn i stopekammeret 26, hvor det volum som frigjores idet strengen beveger seg kontinuerlig nedover, stadig etterfylles med smeltet metall.

På de avkjolte kokillebåndene stivner forst en skorpe 37, hvis tykkelse vokser med tiltagende avkjoling, slik at en kjerne av flytende metall opprettholdes helt til strengens tverrsnitt er fullstendig stivnet. For strengen forlater kjolekammeret, folger deretter en videre avkjoling på ca. 20 % av storknings-temperaturen, hvorved materialet oppnår den nodvendige fasthet for videre bearbeidelse.

Under stopeinnretningen fattes strengen mellom to fremdriftsvalser 39, som drives synkront med stopehastigheten og sorger for en jevn senkning av strengen.

De to halvdelene av stopeinnretningen, som befinner seg på begge sider av strengen, er festet på hver sin bevegelige sokkel 42, utstyrt med ruller 41 som loper på skinner 40. Ved hjelp av sylind/re 4 3 kan begge enheter kjores noen desimeter fra hverandre, hvilket er nodvendig for å kunne veksle kokillebåndene. Et ikke inntegnet, stillbart anslag sorger for den riktige distansering av begge enheter når de kjores sammen i driftsstilling.

Fig. 2 anskueliggjør en mulig losning for å stille opp stopeinnretningen på et stativ 44, hvor det er sorget for tilgang fra hoyre for utveksl ing.av kokillebåndene. Stativet er forankret med kraftige skruer 4 5 på et fundament 46. Mens rullene 41 bærer vekten av innretningen, overtar rullene 47 og 48 horisontalkreftene som oppstår på grunn av den en-sidige opphengningen av innretningen. Dermed blir det tilsvarende moment kompensert.

Driften av rullen 23 skjer over leddaksler 49 og driften av fremdrifts valsen 39 over leddaksler 50 ved hjelp av et ikke inntegnet drev.

Kjolevaesken sirkulerer fra og til kjolevann-anlegget gjennom to rortapper 51 og 52, idet kjolevæsken strommer inn i innretningen gjennom rortappen 51, som er festet til tilkoblingen 12 og forlater innretningen gjennom rortappen 52, som befinner seg på tilkoblingen 22. Begge rortappene er forbundet med k jolevæskeberederen ved hjelp av fleksible ledninger. For enkelhets skyld er begge disse elementer ikke inntegnet. For det tilfelle at materialet som skal stopes ikke fordrer noen spesiell drift av kokillebåndet, er leddakslene 49

og dermed de tilsvarende drev og driftskomponenter overflødige.

I det folgende beskrives nå utforelseseksempler for foringsplaten 13, med hvis hjelp kokillebåndet 20 stottes hydrostatisk av kjolevaesken.

Foringsplaten 13 er i fig. 3 og 4 bygget opp av en grunnflate 16 og separate små blokker 60, i det folgende kalt "kjolekammerelementer" eller "elementer", som tjener til å danne kjolekammere og er festet til grunnflaten. Kjolekammerelementene 60 oppviser hver en lomme 56, som allerede beskrevet, med hver sin tillopsåpning 57, tilsluttet et tillopsror 14. Sammenføyningen kan skje ved hjelp av kjente metoder, som f.eks. med skruer eller lim.

Med foringsplatens overflate forstås nå den flate som ligger over kjolekammerelementene 60.

Ved fastlagt, storrelse og form av kjolekammerne, respektive distansering av kjolekammerelementene 60

på grunnplaten 16, blir kjolekammerelementene fremstilt så store at det oppstår spalter 58 mellom dem, som tjener som avlopsåpninger. Hoyden av elementene 60 utgjor her fortrinnsvis 8 til 20 mm, og bredden av spaltene 58 på overflaten av foringsplaten 13 dimen-sjoneres i overensstemmelse med de tidligere angivelser slik at det a.vlopstverrsnitt som tilfaller et kjolekammer utgjor det dobbelte til det tidobbelte av tverr-snittsf laten for tillopsåpningene 57.

For avlopet av kjolevaesken er grunnplaten 16 utstyrt med de nodvendige hull 21, som korresponderer med spaltene.

I lommene 56 brer kjolevaesken, som strommer gjennom den dyseformede åpningen 57 i tillopsroret 14, seg utover kokillebåndet 20 og flyter deretter inn i spaltene 58 og derfra gjennom utldpsåpningene 21 inn i lavtrykkskammeret 15 og videre (fig. 1) gjennom utlopet 2 2 til en ikke inntegnet k jolevaesketank.

Sel om kjolekammerne har form av en tre-, fire- eller sekskant, kan man også anvende runde kjolekammerelementer, som er enklere å fremstille.

Runde kjolekammerelementer 60' mit lommer 56' er fremstilt i forskjellige anordninger i fig. 5 og 6, respektive i fig. 7 og 8, nemlig i kvadratiske kjolekammere i fig. 5 og 6 og i sekskantede i fig. 7 og 8.

Som folge av de geometriske forhold, ville det imidlertid oppstå utilstrekkelig avkjolte om-råder på kokillebåndet 20 i hjornet'av kjolekammerne på grunn av manglende sirkulasjon av kjolevaesken utenfor lommene 56. For allikevel å oppnå en tilstrekkelig og fullstendig avkjoling av kokillebåndet 20 over hele flaten til stopekammeret 26, anbringes ytterligere en tillopsåpning 61 - i det folgende kalt "sidetillop" - i hvert hjorne av kjolekammeret. Gjennom denne strommer kjolevaesken fra trykkammeret 11 med tilstrekkelig hoy hastighet på kokillebåndet 20. Med denne forholdsregel utvikles en kraftig turbulens i den væske som befinner seg mellom elementene 60<*>i kammeret 58' respektive 58", slik at man også utenfor kjolekammerelementene 60' oppnår en intens avkjoling av kokillebåndet 20. Det er likeledes fordelaktig å forbinde hvert sidetillop 61 med en egen tillopsledning med trykkammeret 11.

I det foreliggende tilfelle anvendes soppformede kjolekammerelementer 60', som er slik festet til grunnplaten 16 at soppens hatt er rettet mot kokillebåndet 20. Stilkens tverrsnitts flate utgjor fortrinnsvis ca. 40 % av kjolekammerets flate. Hattens minimale flate bor fortrinnsvis utgjore minst 50 % av kjolekammerets totale flate, for å kunne oppfylle den tidliaere nevnte betingelse med henblikk på størrelsen av kjolekammerts stabiliserende sone.

Den storste diameter bor imidlertid ikke utgjore mer

enn 98 % av avstanden mellom midtpunktene av to til-støtende elementer, slik at kjolevaesken kan stromme uhindret ut av lommen.56<*>.

Den soppformede fasong av elementet 60' bevirker at det er tilstrekkelig plass på grunnplaten 16 for anordning av sidetilldpsåpningene og avlopsåpningene 21.

I motsetning til kjolekammerne med mangekantede kjolekammerelementer, vedrorer den nevnte betingelse for tverrsnittet av avlopsåpningene med runde elementer 60' ikke flaten 58', som ligger mellom elementene 60', men derimot avlopsåpningene 21 i grunnplaten 16.

Under visse forutsetninger kan et kokillebånd

ha en tilbøyelighet til å settes i svingninger av kjolevaeskestrommen, noe som kan ha ugunstige fSlgcr. Det- er imidlertid mulig å forhindre disse svingninger, idet lengden av sideor%ede tillopsror 14 varieres ed noen få centimeter. Dette oppnås, idet de enkelte ror 14 rager mer eller mindre langt inn i trykkammeret 11. Dermed kan egenfrekvensen av svingningene i kjolevæsken i rorene 14 varieres tilstrekkelig til å forhindre gjensidige resonans frekvenser, og dermed forhindre en uønsket vibrasjon av kokillebåndet 20.

For å forhindre at kokillebåndet boyer seg

mellom støtteelementene under belastning, må det anvendes kokillebånd med en tykkelse på 0,5 til 2 mm, vanligvis 1 til 1,5 mm ved stopeinnretninger av kjent konstruksjon, da avstanden mellom de enkelte støtteelementer som en folge av konstruksjonen er relativt stor.

Den her beskrevne fremgangsmåte for kjoling

og foring av kokillebånd tillater derimot å anvende kokillebånd med en tykkelse fra 0,1 til 0,4 mm.

Dette muliggjores av det store antall av forholdsvis små kjolekammere samt den hoye andel av stabiliserende og stottende soner i kjolekammernes flate. En betydelig fordel ved tynne kokillebånd i forhold til tykke, er at de krefter som oppstår i kokillebåndene iftilge varmespenningene, er vesentlig mindre, ifolge fasthetslajerens grunnprinsipper, hvilket har til folge at de krefter som må anbringes på kokillebåndet for å forhindre forkastninger, er tilsvarende mindre.

Den folgende del av beskrivelsen vedrorer spesielt stopeinnretninger^<V>slopekammer dannes av to motstående kokillebånd 20 og mellom disse anordnede sideskjold, som vist i fig. 1 og 2.

Ved sterkt hellende, eller som i fig. 1 og 2,vertikal stoperetning, er det fordelaktig at forholdet mellom tverrsnitts flåtene av avlopsåpningene 58 resp. 21 til tverrsnitts flåtene av tillopsåpningene 57 i foringsplaten 13 etterhvert innsnevres mot utlopet av stopekammeret 26. Ifolge det forholdsvis mindre avl5pstverrsnittet, oppnås derved at det bygger seg opp et trykk i kjolevaesken, som tiltar nedover i de vedrorende kjolekammere mellom foringsplaten 13 og kokillebåndet 20. Dermed motvirkes det metallostatiske trykk i stopekammeret og samtidig forhindres krympe-spalter mellom de to kokillebånd 20, som danner stopekammeret 26, og det stivnende stopegodset 32.

Den samme virkning kan også oppnås med suksessivt storre innlopsåpninger 57, denne losningen krever imidlertid en storre mengde kjolevæske.

Etter at stopegodset 32 er stivnet fullstendig, kan tverrsnittet til avlopsåpningene 58 resp. 21 for-minskes inntil forholdet 2 : 1 i forhold til tverrsnittet av tillopsåpningene 57, og etter de trykk som er innstilt i trykk- og lavtrykkammerne 11 resp. 15. Derved stiger det statiske trykk i den indifferente trykksonen i kjolekammerne, og dermed avstanden mellom foringsplaten 13 og kokillebåndene 20, slik at kokillebåndene hviler mykt på strengen 32 over hele lengden av stopekammeret 26. Dermed oppnås en jevn avkjoling på begge sider og over hele bredden av strengen 32, slik at varmespenninger reduseres til-

et minimum. På grunn av den dermed forbundne, intense varmeovergang, oppnås dessuten en tilsvarende hoyere stopeytelse for anlegget.

En videre losning består i å dele lavtrykk-kammeret 15 i flere adskilte enheter over lengden av stopekammeret, hvor hver enhet oppviser et separat utlop. Dermed kan væsketrykket innstilles i hver enhet og dermed i den tilsvarende delen av foringsplaten 13 ved hjelp av egnede reguleringsorganer,

slik at de onskede forutsetninger vedrorende trykk-forholdene i kjolekammerne kan realiseres, som er nodvendige for å kunne oke avstanden mellom foringsplaten 13 og kokillebåndet 20 og dermed oppnå gunstigste avkjolingsforhold.

Dessuten kan man forhindre at det danner seg

en krympespaltcmellom strengen 32 og kokillebåndene 20, idet foringsplatene 13 innstilles konvergent i forhold til hverandre i stoperetningen, tilsvarende den ventede krympning.

Da krympeeffekten er betydelig storre når stopegodset stivner enn under den etterfolgende avkjolingen av den stivnende strengen, er det ved strenger med en tykkelse på over 30 mm en fordel om de to motstående foringsplatene 13 utfores med en konvekshvelvning mot stopekammeret 26 over dettes lengderetning, avpasset de lokale forhold, slik at stopekammerets smaleste sted befinner seg ved utlopet. Den nodvendige krumning kan virkeliggjøres på en enkel måte med fortsatt flat grunnplate 16, idet hoyden av kjolekammerelementene 60 resp. 60' forandres tilsvarende i lengderetningen av stopekammeret 26.

Nar de to kokillebånd 20 av hensyn til krymningen av stopegodset 32 over lengderetningen av stopekammeret 26 ikke loper paralellt, anvendes fortrinnsvis elastisk tettende sideskjold av temperaturbe-standig materiale istedetfor blokkene 33, f.eks. av fibrefrax, som kan tilpasse seg den konvergerende formen av stopekammeret 26.

For fremstillingen av en 25 mm tykk streng av aluminium ved hjelp av en stopeinnretning med to symmetrisk anordnede kokillebånd 20 og med en lengde av stopekammeret 26 på 1 m, viser de folgende rela-sjoner seg å være gunstige:

I visse tilfelle, f.eks. hvis stopekammeret ikke er anordnet vertikalt, kan det være nodvendig med et vesentlig lavere trykk i lavtrykkammeret 15

for å holde kokillebåndet i den onskede korte avstand fra foringsplaten. For å unngå altfor lave trykk,

som kan fore til kavitasjon i kjolevaesken, kan man, om kokillebåndet består av ferromagnetisk materiale, anbringe magnetfelt på dets bakside , som ytterligere trekker kokillebåndet mot foringsplaten. Til dette formål er det gunstig å konstruere i det minste enkelte av foringsplatens kjolekammerelementer som magneter, fortrinnsvis elektromagneter. Fig. 9 viser i et lignende snitt som fig. 3 en foringsplate 13" med kjolekammerelementer 60" festet til grunnplaten 16,

som er lengre enn elementene 60 i fig. 3 og hvorav minst enkelte er utstyrt med en magnetvikling 160 : og består av ferromagnetisk materiale. Idet man tilforer magnetviklingene eller enkelte av dem like-strom, kan man frembringe magnetfelt som trekker kokillebåndet 20 mot foringsplaten og dermed understotter

virkningen av de negative trykkfelt som oppstår idet kjolevaesken suges gjennom spaltene 58.

De magnetiserbare kjolekammerelementene 60", utstyrt med magnetviklinger 160, kan i det minste på en del av foringsplateflaten også tjene et annet formål, nemlig å sette kokillebåndet 20 i mekaniske svingninger loddrett til kokillebåndet over i det minste ovennevnte del av foringsplatens flate. Med slike svingninger kan varmeovergangen fra stopegodset. til kokillebåndet reduseres, hvilket i mange tilfelle kan være onsket for å redusere den termiske belastning av kokillebåndet eller for å forhindre en for rask avkjoling av stopegodset, i det minste på visse steder i stopekammeret, spesielt ved inngangen.

Til dette formål kobles magnetviklingene 160 (eller noen av disse) elektrisk slik at kokillebåndet 20 ved hjelp av periodiske forandringer i stromstyrken settes i tvungne mekaniske svingninger med bestemt frekvens og amplitude. Man kan tilfore magnetviklingene 160 vekselstrøm, hvis styrke avtar i stopestrekningens lengderetning fra inngangen av, for å fremkalle svingninger i kokillebåndet 20 med tilsvarende avtagende amplituder. Vekselstrømmene kan tilfores alle magnetviklingene med samme fase, det kan imidlertid også være fordelaktig å mate magnetviklingene i tilstotende rekker av kjolekammerelementene 60 med forskjellige faser, f.eks. med motfase i avvekslende rekker, slik at de fremkalte svingninger loper bølgeformet over kokillebåndet (fortrinnsvis på langs, dvs. i dettes bevegelsesretning, men eventuelt også på tvers eller på skrå). Magnetviklingene kan tilfores ren veksel-strøm, men man kan også i tillegg eller i stedet tilfore enkelte magnetviklinger likestrøm, for som beskrevet totalt å oppnå en tiltrekning av kokillebåndet 20 mot foringsplaten 13".

Uavhengig av materialet i kokillebåndet 20,

kan man også fremkalle de beskrevne svingninger,

idet man tilforer kjolevæsken pulserende til i

det minste noen av kjolekammerelementene 60. Til dette formål er det hensiktsmessig å anordne en egen svingende ventil i hvert tillopsror 14, som vist i fig. 10 og 11.

Fig. 10 viser en enkel, selvsvingende ventil

med hus 114, hvor et bevegelig ventillegeme 115

trykkes mot et ventilsete 117 av en fjær 116.

Fjæren 116 er slik dimensjonert at trykket av den tilforte kjolevæske lofter ventillegemet 115 fra .

sete 117 når trykket i tillopsroret 14 er sunket under en bestemt verdi. Dermed stiger igjen trykket i tillopsroret og ventilen lukkes. Med slike ven-

tiler er det imidlertid meget vanskelig å oppnå en noyaktig styring av svinge frekvensen i de forskjellige kjolekammerelementene og en styring av svingefasene er overhodet ikke mulig.

Vilkårlig styrbar er derimot en elektrisk

styrt ventil ifolge fig. 11. I denne består ventillegemet 115' av ferromagnetisk materiale og beveges av magnetfeltet som utoves av en magnetvikling 118. Magnetviklingene 118 i de forskjellige kjolekammerelementer kan tilfores forskjellige vekselstrømmer på samme måte som i magnetviklingene 160 i fig. 9.

I varianten ifolge fig. 9 er det anordnet strålepumper i forbindelsene til tillopsåpningene 57"

i lommene 56 med kjolevæske-trykkammeret, hvis suge-sider er tilkoblet avspaltene 58, slik at kjolevæske fra avlopsspaltene overfores direkte i tillopsåpningene. Tillopsåpningen 57<*>i hver lomme 56 dannes av utgangs-åpningen av en boring 157 i elementet 60". Foran inngangsåpningen til boring 157 er anbragt en koaksial dyse 214, som befinner seg ved enden av tillttpsroret 14 som er tilsluttet trykkammeret.

Kjolevaesken som kommer ut av spaltene 58, strommer delvis gjennom hullene 21 inn i lavtrykkammeret. Den ovrige mengde kjolevæske strommer gjennom radiale hull 260, som er anbragt i stammen av kjolekammerelementene 60" på hoyde med utlopsåpningen fra dyse 214. Denne væske suges opp av strålepumpevirkningen fra væskestrålen som kommet fra dyse 214 og befordres med denne inn i boring 157.

I boring 157 folger en delvis omvandling av den kinetiske energi i strålen fra dyse 214 til trykkenergi, hvilket forer til en tilsvarende trykkokning i stromningsretningen. Under de gitte trykkforhold i lommene 56 i kjolekammerelementene 60", resulterer derved et absolutt trykk ved utgangen av dyse 214 som er mindre enn trykket i området mellom kjolekammerelementene, slik at, som allerede nevnt, væske suges fra dette området gjennom de radiale huller 260.

Den totale tversnittsflate av hullene 260 i kjolekammerelementene bor fortrinnsvis være minst fire gangen så stor som tverrsnittet av boringen 157. Tverrsnittet av boringen 157 bor ved utgangen 57 fortrinnsvis utgjore 1 til 3,5 % av kjolekammerflaten,

og lengden av boringen 157 fortrinnsvis 5 til 10 ganger dens diameter. Utgangstverrsnittet av dysen 214 utgjor fortrinnsvis 25 til 50 % av inngangstverrsnittet til boringen 157. Boringen 157 kan utfores sylindrisk eller svakt divergerende i stromningsretningen .

Claims (43)

1. Fremgangsmåte til å kjole og fore et omlopende kokillebånd på en innretning til kontinuerlig stop>ing av metallstrenger, hvor kjolevaeske tilfores under trykk fra flere tillopsåpninger til kokillebåndets bakside, som vender vekk fra stopekammeret, og bortledes ved et lavere.trykk, karakterisert ved at kjolevaesken ledes inn på kokillebåndets bakside i flere adskilte lommer med kanter som vender mot kokillebåndet, slik at den utfyller lommene og rommet mellom disse og kokillebåndet fullstendig og strommer ut fra hver lomme mellom dennes kant og kokillebåndet, og deretter ledes vekk ved lavere trykk. Utlopstverrsnittet fra hver lomme er gitt gjennom avstanden mellom kokillebåndet og lommeranden, slik at det bygges opn et hydrostatisk virkende trykkfelt i hver lomme, som virker på kokillebåndet, og hvis storrelse avhenger av ovennevnte avstand og dermed, sammen med det lavere trykk som hersker utenfor lommene, holder det omlopende kokillebånd automatisk i en praktisk talt konstant avstand fra kanten av hver lomme, slik at kokillebåndet ikke utsettes for forkastninger i stopekammerområdet og samtidig fores hydrostatisk.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at kjolevæsken tilfores lommene under turbulens for å intensivere avkjolingen av kokillebåndet.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst en del av det området av kokillebåndet som er i beroring med stopegodset settes i mekaniske svingninger loddrett til kokillebåndet for å redusere varmeovergangen fra stopegodset til kokillebåndet .

4. Fremgangsmåte ifolge krav .3, karakterisert ved at svingningene har en 'frekvens mellom 20 og 500 sec ^.

5. Fremgangsmåte ifolge krav 3 eller 4, karakterisert ved at svingningene i det minste på enkelte steder, fortrinnsvis i det minste i stope-, strekningens innlopsområde, oppviser en amplitude -5 -4 mellom 2-10 og 2'lo

6. Fremgangsmåte ifolge et av kravene 3 til 5, karakterisert ved at svingningene i det minste på enkelte steder, fortrinnsvis i det minste i stopestrekningens innlopsområde oppviser en krekvens f og en amplitude h slik at h'f 2 er storre enn 0,5 m/sec 2.

7. Fremgangsmåte ifolge et av kravene 3 til 6, for et kokillebånd av ferromagnetisk materiale, karakterisert ved at svingningene fremkalles ved magnetiske vekselfelt som virker på kokillebåndet.

8. Fremgangsmåte ifolge et av kravene 3 til 6, karakterisert ved at svingningene fremkalles ved pulserende tilforsel av kjolevæske i det minste på enkelte steder.

9. Fremgangsmåte ifolge et av kravene 3 til 8, karakterisert ved at svingningene fremkalles slik at de brer seg bolgeformet frem over kokillebåndet.

10. Fremgangsmåte ifolge et av kravene 1 til 9, karakterisert ved at det anbringes magnetfelt på kokillebåndets bakside, som trekker kokilllebåndet mot kanten av ovennevnte lommer.

11. Fremgangsmåte ifolge krav 10, kjennetegnet ved at magnetfeltene fremkalles av elektromagneter.

12. Innretning til å kjole og fore et omlopende kokillebånd i et anlegg til kontinuerlig stopning av metallstrenger, med en foringsplate anordnet bak kokillebåndet i området for stopekammeret, med tillopsåpninger tilsluttet et kjolevaeske-trykkammer og avlopsåpninger for kjolevæsken tilsluttet et lavtrykkammer, karakterisert ved at foringsplaten (13) er oppdelt i flere individuelle kjolekammere på forsiden, som vender mot kokillebåndet (20). Hvert av disse kjolekammere oppviser en lomme (56) med kant som vender mot kokillebåndet, og i hver lomme (56) munner minst en av tillopsåpningene (57) , mens avlopsåpningene (58, 21) munner utenfor lommene (56) på forsiden av foringsplaten (13), slik at utlopstverrsnittet fra hver lomme (56) reguleres av avstanden mellom kokillebåndet (20) og kanten av lommen, på en slik måte at kjolevæsken, som tilfores under trykk, utfyller lommene (56) fullstendig og det i hver lomme bygges opp et hydrostatisk trykkfelt som virker på kokillebåndet, og hvis storrelse er avhengig av ovennevnte avstand, og som derfor, sammen med det lavere trykk som hersker utenfor lommmene (56), holder kokillebåndet (20) automatisk i en praktisk talt konstant avstand fra randen av hver lomme.

13. Innretning ifolge krav 12, karakterisert ved at hver av kjolekammerflåtene utgjor maksimum 2 2 10 cm , fortrinnsvis 1 til 6 cm .

14. Innretning ifolge krav 12 eller 13, karakterisert ved at dybden av lommene (56) utgjor noen få tiendedels millimeter inntil flere millimeter og at randen av lommene er mindre enn 0,5 mm bred. i

15. Innretning ifolge et av kravene 12 til 14, karakterisert ved at tillopsåpningen (57) i hver lomme (56) er forbundet med trykkammeret (11) ved et eget tillopsror (14).

16. Innretning ifolge et av kravene 12 til 15, på et kokillebånd av ferromagnetisk materiale, karakterisert ved at elektromagneter for vekselstrom (60", 160) er anordnet vis-a-vis stopekammeret ved siden av kokillebåndet.

17. Innretning ifolge krav 16, karakterisert ved at elektromagneter (60", 160) er anordnet i rekker, hvor strommen tilfores sideordnede rekker med forskjellig fase for å fremkalle bolgeformet fremad-skridende svingninger i kokillebåndet (20).

18. Innretning ifolge krav 16 eller 17, karakterisert ved at foringsplaten (13") består av en grunnplate (16) og separate kjolekammerelementer (60") festet til grunnplaten , og at elektromagnetene dannes av minst enkelte av kjolekammerelementene (60"), som er utstyrt med magnetviklinger (160).

19. Innretning ifolge et av kravene 12 til 15, karakterisert ved at det er anordnet en svingende ventil (115, 117; 115', 117) i minst en av tillops-ledningene for kjolevaesken.

20. Innretning ifolge krav 19, karakterisert ved at ventilene (115, 116, 117) er konstruert, selvsvingende.

21. Innretning ifolge krav 19, karakterisert ved at ventilene (115', 117, 118) kan settes elektro-magnetisk i svingninger.

22. Innretning ifolge et av kravene 12 til 15, karakterisert ved at det er festet magneter, (60", 160), fortrinnsvis elektromagneter, i eller på foringsplaten (13"), for å trekke kokillebåndet (20) mot foringsplaten (13").

23. Innretning ifolge krav 22, karakterisert ved at foringsplaten (13") består av en grunnplate (16) med separate kjolekammerelementer (60"), festet til grunnplaten, og at magnetene (60", 160) dannes av minst enkelte av kjolekammerelementene.

24. Innretning ifolge et av kravene 12 til 23, karakterisert ved at det er anordnet en strålepumpe ( 214, 260) i forbindelsen mellom minst enkelte av tillopsåpningene (57") med kjolevaeske-trykkammeret(14), og hvis sugeside (260) er tilsluttet avlopsåpningene (58) slik at kjolevæske fra avlopsåpninqene overfores direkte til tillopsåpningene (57") .

25. Innretning ifolge krav 24, karakterisert ved v at foringsplaten (13") består av en grunnplate (16) med separate kjolekammerelementer (60") montert på denne,- med mellomliggende spalter (58),som danner avlopsåpninger for kjolevæsken og står i forbindelse med lavtrykkammeret (14) gjennom hull (21) i grunnplaten (16), og at strålepumpen (214, 260) i de enkelte kjolekammerelementer (60") er utstyrt med en dyse (214) med en koaksial boring (157) mellom dyse-utlopet og utlopet av tillopsåpningen (57"). Inn-gangssiden av boringen (157) er forbundet med rommet mellom kjolekammerelementene med åpninger (260) ved foten av kjolekammerelementene (60"), slik at kjfile-væske strommer fra dette rommet inn i kjolekammer-elementet, rives med av dysestrålen og fores gjennom boringen (157), og dette forer til en trykkokning i stromningsretningen i boringen som folge av om-vandlingen av kinetisk energi til trykkenergi.

26. Innretning ifolge krav 25, karakterisert ved at boringen (157) oppviser et utgangstverrsnitt tilsvarende 1 til 3,5 % av kjolekammerflaten, at lengden av boringen (157) er 5 til 10 ganger så lang som dens diameter og at utgangstverrsnittet av dysen (214) utgjor 25 til 50 % av inngangstverrsnittet til boringen (157).

27. Innretning ifolge et av kravene 12 til 26, karakterisert ved at kjolekammernes avlopsåpninger (58) består av spalter på overflaten av foringsplaten (13), og at disse er forbundet direkte med lavtrykk-kammeret (15) med hull (21) i foringsplaten (13).

28. Innretning ifolge et av kravene 12 til 27, karakterisert ved at tverrsnittet av tillopsåpningen (57) i hver lomme (56) utgjor 0,5 til 3,5 % av kjolekammerflaten og flaten av lommen (56) utgjor mer enn 50 %, fortrinnsvis over 70 % av den totale kjolekammerflaten og at tverrsnittet av avlopsåpningene (58 resp. 21) i hvert kjolekammer er dobbelt til ti ganger så stor som flaten av tillopsåpningen (57) .

29. Innretning ifolqe et av kravene 12 til 28, karakterisert ved at lavtrykkammeret (15) er anordnet umiddelbart bak forinqsplaten (13).

30. Innretning ifolge krav 29, karakterisert ved at trykkammeret (11) befinner seg rett bak lavtrykkammeret (157i. ,og kjolekammernes tillopsåpninger (57) er forbundet med trykkammeret (11) gjennom til-tillopsror (14), som forer gjennom lavtrykkammeret (15) .

31. Innretning ifolge krav 30, karakterisert ved at sideordnede tillopsror (14) oppviser forskjellige lengder for å forhindre svingninger i kokillebåndet (20) .

32. Innretning ifolge krav 30 eller 31, karakterisert ved at avstanden mellom foringsplaten (13) og den motstående vegg i lavtrykkammeret (15) utgjor mellom 5 og 25 % av kvadratroten av kjoleflaten til foringsplaten (13).

33. Innretning ifolge et av kravene 12 til 32, karakterisert ved at foringsplaten (13) består av en grunnplate (16) med separate kjelekammerele-menter (60, 60') festet til denne.

34. Innretning ifolge krav 33, karakterisert ved at kjolekammerelementene (60) er mangekantede og av en slik storrelse at det finnes spalter (58) mellom tilstotende elementer (60) som danner avlopsåpninger for kjolevaesken, forbundet med lavtrykkammeret (15) gjennom hull (21) i grunnplaten (16). Bredden av spaltene (58) på overflaten av foringsplaten (13) er slik dimensjonert at projek-sjonen av spalteflaten på overflaten av foringsplaten (13) for hvert kjolekammer utgjor.det dobbelte til det tidobbelte av tverrsnittet av kjolekammerets tillopsåpning (57).

35. Innretning ifolge krav 33, karakterisert ved at kjolekammerelementene (60) er runde, men anbragt i mangekantede kjolekammere, at diameteren av kjolekammerelementene (60') utgjor maksimum 98 % av avstanden mellom middelpunktene av 2 tilstotende kjolekammere, men minst så stor at den tilsvarende sirkelflate utgjor mer enn 50 % av kjolekammerflaten, at det dessuten er anordnet sidetillop (61) for tilforsel av kjolevæske fra trykkammeret (11) til kokillebåndet (20) i hjornene av kjolekammerne, slik at kokillebåndet avkjoles utenfor det runde elementet (60'), og at rommene mellom elementene (60') er forbundet med lavtrykkammeret (15) med avlopsåpninger (21), hvis totale tverrsnitts flate utgjor det dobbelte til det tidobbelte av flaten til tillopsåpningene (57). i

36. Innretning ifolge et av kravene 12 til 35, karakterisert ved at kokillebåndet (20) oppviser en tykkelse på 0,1 til 0,4 mm.

37. Innretning ifolge et av kravene 12 til 36, karakterisert ved at avlopsåpningene (58, 21) for kjolevæsken i foringsplaten (13) etter hvert innsnevres mot utgangen av stopekammeret (26) for å forhindre at det danner seg en krympespaltemellom stopegodset og kokillebåndet (20).

38. Innretning ifolge et av kravene 12 til 37, karakterisert ved at lavtrykkammeret (15) er inndelt i flere adskilte enheter for å forhindre at det dannes en krympespaltemellom stopegodset og kokillebåndet (20), hvor hver enhet oppviser et separat utlop og vaesketrykket kan innstilles i hver enhet ved hjelp av passende reguleringsorganer slik at det midlere statiske trykk i kjolekammerne og dermed avstanden mellom foringsplaten (13) og kokillebåndet (20) oker mot utgangssiden til stopekammeret (26) .

39. Innretning ifolge et av kravene 12 til 38, med to motstående kokillebånd, karakterisert ved at foringsplatene (13) er innstilt gjensidig konvergent i stoperetningen bak kokillebåndene (20).

40. Innretning ifolge et av kravene 12 til 39, med to motstående kokillebånd, karakterisert ved at foringsplatene (13) er buet i stoperetningen bak kokillebåndene (20), for å tilpasse tversnitts-forlopet av stopekammeret (26) tykkelses forandringen i det stivnende og avkjolende stopegodset.

41. Innretning ifolge et av kravene 12 til 40, karakterisert ved at kokillebåndet (20) umiddelbart for innlopet til stopestrekningen (26) fores over flere foringsruller (25), som er anordnet over bredden av kokillebåndet (20) og bueformet i rekke om den nodvendige vinkel.

42. Innretning ifolge et av kravene 12 til 41, karakterisert ved at kokillebåndet (20) umiddelbart etter utlopet til stopestrekningen (26) fores over flere foringsruller (28), som er anordnet over bredden av kokillebåndet (20) og bueformet i rekke om den nodvendige vinkel.

43. Innretning ifolge krav 41 eller 42, karakterisert ved at diameteren av foringsrullene (25, 28) utgjor 20 til 50 mm.