PL208105B1 - Sposób i urządzenie do odlewania ciągłego cienkiej taśmy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do odlewania ciągłego cienkiej taśmy.

Wynalazek dotyczy odlewania taśmy stalowej przez jednorolkowe lub dwurolkowe urządzenie do odlewania. W dwurolkowym urządzeniu do odlewania ciekły metal jest wprowadzany pomiędzy parę przeciwbieżnie obracanych poziomo ustawionych rolek odlewniczych, które są chłodzone wewnętrznie, w wyniku czego na ruchomych powierzchniach rolek krzepną metalowe powłoki i spotykają się w szczelinie między rolkami, dla wytworzenia cienkiej odlanej taśmy wyrobu podawanej w dół ze szczeliny między rolkami odlewniczymi. Użyte tu określenie szczelina generalnie dotyczy regionu, w którym rolki odlewnicze są ustawione najbliżej siebie. Ciekły metal wylewa się z kadzi do mniejszego naczynia, z którego przepływa on poprzez wylew doprowadzenia metalu umieszczony ponad szczeliną, tworzący basen odlewniczy ciekłego metalu podparty na powierzchniach odlewniczych rolek. Basen odlewniczy jest zwykle zamknięty pomiędzy dwoma płytami bocznymi, czyli zaporami, utrzymywanymi w suwliwym połączeniu z końcowymi powierzchniami rolek, przez co tamującymi wypływ w dwóch końcach basenu odlewniczego.

Przy wylewaniu taśmy stalowej w dwurolkowym urządzeniu do odlewania temperatura basenu odlewniczego generalnie leży powyżej 1550°C, a zwykle 1600°C i powyżej. Konieczne jest uzyskanie bardzo szybkiego chłodzenia ciekłej stali na powierzchniach odlewniczych rolek, dla utworzenia skrzepniętych powłok w krótkim czasie pozostawania na powierzchniach odlewniczych w basenie odlewniczym ciekłej stali, podczas każdego obrotu rolek odlewniczych. Ponadto, istotne jest uzyskanie równomiernego skrzepnięcia dla uniknięcia odkształcenia krzepnących powłok, które spotykają się w szczelinie dla utworzenia taś my stalowej. Odkształcenie powierzchni powłok może prowadzić do wad powierzchni znanych jako chropowatość powierzchni typu krokodyla skóra. Chropowatość powierzchni typu krokodyla skóra w znany sposób występuje przy dużych poziomach zawartości węgla powyżej 0,065% i nawet przy poziomach węgla poniżej 0,065% wagowych węgla. Chropowatość typu krokodyla skóra, którą pokazano na fig. 1 rysunku, w znany sposób występuje z innych powodów. Chropowatość typu krokodyla skóra oznacza okresowe wzniesienia i obniżenia powierzchni taśmy o wielkości od 40 do 80 mikrometrów i w odstępach 5 do 10 milimetrów, mierzone na profilometrze.

Stwierdzono, że przy poziomach węgla poniżej 0,065% wagowych powstawanie chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra jest bezpośrednio odniesione do strumienia cieplnego pomiędzy ciekłym metalem i powierzchnią rolek odlewniczych, i powstawanie chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra może być kontrolowane poprzez kontrolowanie strumienia cieplnego pomiędzy ciekłym metalem i powierzchnią rolek odlewniczych. Na fig. 2 przedstawiono badania profilograficzne, które ilustrują zależność pomiędzy strumieniem cieplnym i powstawaniem chropowatości typu krokodyla skóra podczas powstawania metalowych powłok na powierzchniach rolek odlewniczych przy wykonywaniu cienkiej odlewanej taśmy. Jak pokazano na fig. 2 odkryliśmy, że przez kontrolowanie energii wywieranej przez obwodowo obracające się szczotki zetknięte z powierzchniami odlewniczymi każdej rolki odlewniczej, można kontrolować strumień cieplny pomiędzy ciekłym metalem i powierzchnią rolek odlewniczych, i z kolei można kontrolować chropowatość powierzchni typu krokodyla skóra na wytwarzanej cienkiej odlewanej taśmie metalowej.

Ustalono że, zależność pomiędzy strumieniem cieplnym od ciekłego metalu do powierzchni rolek odlewniczych i powstawaniem chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra na cienkiej odlewanej taśmie zachodzi zarówno dla gładkich jak i wytłaczanych powierzchni rolek odlewniczych. Na fig. 3 pokazano badania profilograficzne wykazujące, jak strumień cieplny zmienia się dla gładkiej oraz wytłaczanej powierzchni odlewniczej. Stwierdzono również, że tekstura powierzchni rolek odlewniczych zmienia się podczas odlewania. Zmiana ta może spowodować zmianę strumienia cieplnego od ciekłego metalu do powierzchni rolek odlewniczych i z kolei zmianę w powstawaniu chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra na cienkiej odlewanej taśmie.

Zaproponowano sposób bezpośredniego kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra poprzez kontrolowanie strumienia cieplnego pomiędzy ciekłym metalem i powierzchniami rolek odlewniczych, dla uniknięcia dużych wahań strumienia cieplnego podczas tworzenia metalowych powłok w czasie odlewania i z kolei kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra na wytwarzanej cienkiej odlewanej taśmie metalowej.

Energię obracającej się szczotki opartej o rolkę odlewniczą można z kolei kontrolować na podstawie szybkości odlewania poprzez zmianę nacisku przyłożenia lub szybkości obrotów albo obu

PL 208 105 B1 z nich, dla silnika elektrycznego, pneumatycznego lub hydraulicznego obracają cego szczotkę opartą o powierzchnię odlewniczą. Energię obracającej się szczotki moż na mierzyć poprzez pomiar momentu obrotowego obracającego się silnika. Strumień cieplny pomiędzy ciekłym metalem i powierzchniami odlewniczymi rolek odlewniczych można mierzyć początkowo i mierzyć w sposób ciągły, jak również można mierzyć różnicę pomiędzy strumieniem cieplnym w czasie rzeczywistym i strumieniem cieplnym początkowym, poprzez pomiar różnicy temperatur wody chłodzącej, cyrkulującej poprzez rolkę odlewniczą pomiędzy wlotem i wylotem, jak opisano w opisach patentowych US Nr 6,588,493 i 6,755,234. Cho ć jest to obecnie uważ ane za najlepszy sposób pomiaru strumienia cieplnego, strumień cieplny można mierzyć dowolnym dostępnym sposobem. W każdym przypadku poprzez monitorowanie strumienia cieplnego i obliczanie różnicy względem początkowo zmierzonego strumienia cieplnego można automatycznie kontrolować energię wywieraną przez szczotkę na powierzchnię odlewniczą za pomocą układu sterowania, który odbiera sygnały elektryczne z monitora odpowiadającego zmierzonemu strumieniowi cieplnemu i kontroluje energię wywieraną przez szczotkę na rolkę odlewniczą, na podstawie różnicy strumienia cieplnego względem początkowo zmierzonego strumienia cielnego.

Uprzednio zaproponowano wyrzucanie gazu do obszaru odlewania w sąsiedztwie powierzchni odlewniczej dla ustawienia kształtu korony rolek odlewniczych. Patrz opis patentowy US Nr 5,787,967. Obszarem odlewania jest obszar pomiędzy rolkami odlewniczymi ponad szczeliną, gdzie tworzy się basen odlewniczy. Jest to obszar w położeniu godziny dwunastej na rolkach odlewniczych, gdzie utworzone jest uszczelnienie, zwykle przez kurtyny gazowe, tzn. miejsce, gdzie obracająca się powierzchnia rolki odlewniczej wchodzi w obszar odlewania. Nie obejmuje on obszaru w sąsiedztwie rolek odlewniczych pomiędzy wylotem odlanej taśmy ze szczeliny, i położeniem godziny dwunastej na rolkach odlewniczych.

Według wynalazku sposób odlewania ciągłego cienkiej taśmy, polega na tym, że nad zamontowaną parą przeciwbieżnie obracanych rolek odlewniczych, tworzących poprzeczną szczelinę pomiędzy ich obwodowymi powierzchniami odlewniczymi, formuje się basen odlewniczy ciekłej stali węglowej ograniczony powierzchniami odlewniczymi rolek odlewniczych ponad szczeliną, a następnie odlewa się ciekłą stal pomiędzy obracane przeciwbieżnie rolki odlewnicze poruszając powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych w kierunku szczeliny, poprzez którą odlewa się ciekłą stal, i wytwarza się odlewaną taśmę poniżej szczeliny. Przed kontaktem powierzchni odlewniczych z ciekłym metalem w obszarze odlewania usuwa się tlenki z powierzchni odlewniczej każ dej z rolek odlewniczych za pomocą co najmniej jednej obrotowej szczotki czyszczącej zamontowanej w styku z powierzchnią odlewniczą każdej z rolek odlewniczych. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że na powierzchnię odlewniczą rolki odlewniczej, w sąsiedztwie obrotowej szczotki czyszczącej, doprowadza się gaz tworząc warstwę gazu na powierzchni odlewniczej każdej z rolek odlewniczych w obszarze po usunięciu tlenków.

Korzystnie, gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą każdej z rolek odlewniczych w sąsiedztwie szczeliny utworzonej pomiędzy obracającą się szczotką czyszczącą i powierzchnią odlewniczą rolki odlewniczej.

Gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą każdej z rolek odlewniczych poprzez zalanie gazem powierzchni odlewniczych w sąsiedztwie obracających się szczotek czyszczących zastępując usunięte tlenki.

Gaz wprowadza się do obudowy umieszczonej wokół obrotowej szczotki czyszczącej tworząc warstwę gazu wokół szczotki czyszczącej.

Gaz doprowadza się do powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych z wytłoczonymi, losowo rozmieszczonymi, odrębnymi występami.

Korzystnie, doprowadza się co najmniej jeden gaz wybrany z grupy zawierającej azot, argon, wodór, hel, parę wodną, suche powietrze, tlenek węgla, dwutlenek węgla lub mieszaninę dwóch lub kilku z nich.

Gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą w co najmniej trzech strefach ułożonych wzdłuż powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych do utworzenia warstwy gazu na powierzchni odlewniczej każdej z rolek odlewniczych. W tych co najmniej trzech strefach dostarcza się do rolek odlewniczych gaz różniący się składem, mieszaniną, ciśnieniem lub co najmniej dwoma z tych parametrów.

Korzystnie, gaz dostarcza się w co najmniej pięciu strefach ułożonych wzdłuż powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych.

PL 208 105 B1

Gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą każdej z rolek odlewniczych w sąsiedztwie szczeliny utworzonej pomiędzy obracaną szczotką czyszczącą i powierzchnią odlewniczą rolki odlewniczej.

Gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą każdej z rolek odlewniczych poprzez zalanie gazem powierzchni odlewniczych w sąsiedztwie obracających się szczotek czyszczących zastępując usunięte tlenki.

Gaz wprowadza się do obudowy umieszczonej wokół obrotowej szczotki czyszczącej tworząc warstwę gazu wokół szczotki czyszczącej.

Gaz korzystnie doprowadza się do powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych z wytłoczonymi, losowo rozmieszczonymi, odrębnymi występami.

Korzystnie także doprowadza się co najmniej jeden gaz wybrany z grupy zawierającej azot, argon, wodór, hel, parę wodną, suche powietrze, tlenek węgla, dwutlenek węgla lub mieszaninę dwóch lub kilku z nich.

Gaz dostarcza się do powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych wytłaczanych, z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami.

Korzystnie, wytwarza się gaz z co najmniej jednego gazu z grupy obejmującej azot, argon, wodór, hel, parę wodną, suche powietrze, tlenek węgla, dwutlenek węgla lub mieszaninę dwóch lub kilku z nich.

Według wynalazku, urządzenie do odlewania ciągłego cienkiej taśmy zawiera parę przeciwbieżnie obracanych rolek odlewniczych posiadających obwodowe powierzchnie odlewnicze, poprzecznie rozsuniętych z utworzeniem szczeliny pomiędzy nimi do odprowadzania do dołu cienkiej odlewanej taśmy, i posiadające basen odlewniczy ciekłego metalu ograniczony na obwodowych powierzchniach odlewniczych w sąsiedztwie szczeliny między rolkami odlewniczymi tworzący obszar odlewania, a ponadto zawiera obrotowe szczotki czyszczące do usuwania tlenków z powierzchni odlewniczych każdej z rolek odlewniczych umieszczone w obszarze oddalonym od obszaru odlewania. Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera dysze gazowe do dostarczania gazu na powierzchnię odlewniczą każdej rolki odlewniczej usytuowane wzdłuż powierzchni odlewniczej każdej rolki odlewniczej i w sąsiedztwie obrotowej szczotki czyszczącej do wytworzenia warstwy gazu w miejscu tlenków usuniętych z powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych.

Korzystnie, dysze gazowe są skierowane do doprowadzania gazu na powierzchnię odlewniczą każdej z rolek odlewniczych w sąsiedztwie szczeliny utworzonej pomiędzy obrotową szczotką czyszczącą i powierzchnią odlewniczą rolki odlewniczej.

Dysze gazowe są dostosowane do zalewania gazem powierzchni odlewniczych w sąsiedztwie obracających się szczotek czyszczących.

W pobliż u obrotowej szczotki czyszczą cej jest umieszczona obudowa, a dysze gazowe są skierowane do obudowy do tworzenia warstwy gazu wprowadzanego poprzez obudowę.

Powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych są wytłoczone z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami.

Korzystnie, szczotki czyszczące są połączone z hydraulicznymi silnikami, które są połączone w układ sterowania do kontroli zetknię cia szczotki czyszczącej z powierzchnią odlewniczą każdej rolki odlewniczej przed obszarem odlewania, przy czym układ sterowania zawiera urządzenie monitorujące do monitorowania momentu obrotowego silników hydraulicznych i kontrolowania energii wywieranej przez obracające się szczotki czyszczące na powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych z wykorzystaniem pożądanego stopnia czyszczenia w odniesieniu do czystości większości występów powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych i do wytwarzania wilgotnego kontaktu pomiędzy powierzchnią odlewniczą i ciekłym metalem w obszarze odlewania.

Korzystnie urządzenie monitorujące zawiera zespół do monitorowania momentu silników hydraulicznych poprzez pomiar różnicy ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem płynu hydraulicznego przechodzącego poprzez silniki hydrauliczne.

Urządzenie monitorujące może też zawierać zespół do pomiaru momentu obrotowego pomiędzy silnikiem hydraulicznym i płytą klinową podstawy silnika hydraulicznego.

Dysze gazowe korzystnie są skierowane do doprowadzania gazu w co najmniej trzech strefach rozciągających się wzdłuż powierzchni odlewniczych każdej z rolek odlewniczych i tworzenia warstwy gazu na powierzchni odlewniczej każdej z rolek odlewniczych.

Dysze gazowe odnośnych co najmniej trzech stref są dostosowane do doprowadzania gazu o różnym składzie, stopniu zmieszania, ciśnienia lub co najmniej dwóch z nich.

PL 208 105 B1

Dysze gazowe mogą być rozmieszczone w co najmniej pięciu strefach wzdłuż osi rolek odlewniczych do doprowadzania gazu na powierzchnię odlewniczą.

Dysze gazowe korzystnie są rozmieszczone w sąsiedztwie szczeliny utworzonej pomiędzy obracającą się szczotką czyszczącą i powierzchnią odlewniczą rolki odlewniczej do doprowadzania gazu na powierzchnię odlewniczą każdej z rolek odlewniczych.

Dysze gazowe są dostosowane do zalewania gazem powierzchni odlewniczych w sąsiedztwie obracających się szczotek czyszczących.

W pobliż u obrotowej szczotki czyszczącej jest umieszczona obudowa, a dysze gazowe są skierowane do obudowy do tworzenia warstwy gazu wprowadzanego poprzez obudowę.

Powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych są wytłoczone z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami.

Korzystnie, szczotki czyszczące są połączone z hydraulicznymi silnikami, które są połączone z układem sterowania do kontroli zetknięcia szczotki czyszczącej z powierzchnią odlewniczą każdej rolki odlewniczej przed obszarem odlewania, przy czym układ sterowania zawiera urządzenie monitorujące do monitorowania momentu obrotowego silników hydraulicznych i kontrolowania energii wywieranej przez obracające się szczotki czyszczące na powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych z wykorzystaniem pożądanego stopnia czyszczenia w odniesieniu do czystości wię kszości występów powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych i do wytwarzania wilgotnego kontaktu pomiędzy powierzchnią odlewniczą i ciekłym metalem w obszarze odlewania.

Urządzenie monitorujące może zawierać zespół do monitorowania momentu silników hydraulicznych poprzez pomiar różnicy ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem płynu hydraulicznego przechodzącego poprzez silniki hydrauliczne.

Urządzenie monitorujące zawiera zespół do pomiaru momentu obrotowego pomiędzy silnikiem hydraulicznym i płytą klinową podstawy silnika hydraulicznego.

Według wynalazku zaproponowano wyrzut gazu na powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych w okolicy, gdzie szczotki usuwają tlenki z powierzchni odlewniczych dla poprawy umiejscowionego strumienia cieplnego pomiędzy ciekłym metalem i powierzchnią rolki odlewniczej w obszarze odlewania. Według wynalazku doprowadza się gaz do powierzchni rolek odlewniczych w sąsiedztwie powierzchni odlewniczej bezpośrednio za szczotkowaniem tlenków z powierzchni, w celu utworzenia warstwy gazu.

Dzięki temu korzystnie realizuje się umiejscowioną kontrolę strumienia cieplnego w odlewaniu ciągłym cienkiej taśmy.

Etapy usunięcia tlenków z powierzchni każdej rolki odlewniczej i dostarczenia gazu na powierzchnię odlewniczą każdej rolki odlewniczej mogą występować równocześnie w szczelinie pomiędzy obrotową szczotką czyszczącą i powierzchnią odlewniczą rolki odlewniczej. Gaz wprowadza się również lub alternatywnie za obrotową szczotką, w sąsiedztwie tej szczotki.

Części występów powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych mogą, lub nie, wystawać powyżej warstwy gazu.

Przedmiot wynalazku jest ukazany w przykładach realizacji na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia fotomikrografię ukazującą chropowatość powierzchni typu krokodyla skóra, kontrolowaną według niniejszego wynalazku; fig. 2 - wykres ilustrujący zależność pomiędzy kontrolowaniem zlokalizowanego strumienia cieplnego i powstawaniem chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra; fig. 3 - wykres ilustrujący zależność pomiędzy kontrolowaniem zlokalizowanego strumienia cieplnego i kontrolowaniem powstawania chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra dla gładkich i wytłaczanych powierzchni rolek odlewniczych; fig. 4 - dwurolkowe urządzenie odlewające posiadające parę urządzeń szczotkujących zgodnie z wynalazkiem; fig. 5 - jedno z urządzeń szczotkujących; fig. 6 główną szczotkę urządzenia szczotkującego, w rzucie z przodu; fig. 7 - szczotkę wymiatająca urządzenia szczotkującego, w rzucie z przodu; fig. 8 - szczotkę wymiatającą w zmodyfikowanym urządzeniu, w którym szczotka wymiatająca jest napędzana w sposób wymuszony przez silnik napędowy, w rzucie z przodu; fig. 9 do 11 przedstawiają fotomikrografie ukazują ce wytł aczane powierzchnie rolek odlewniczych, czyszczone zgodnie z obecnym wynalazkiem, z pokazaniem występów rolek odlewniczych; fig. 12 i 13 - fotomikrografie wytłaczanych powierzchni rolek odlewniczych, które nie były dokładnie oczyszczone zgodnie z obecnym wynalazkiem w celach ilustracyjnych; fig. 14 - wykres ukazujący zależność pomiędzy prędkością obrotową szczotki wymiatającej i prędkością obrotową urządzenia do odlewania; fig. 15 - dwurolkowe urządzenie do odlewania posiadające parę urządzeń szczotkujących i wtryskiwacz gazu zgodnie z tym wynalazkiem; fig. 16 - przykład wykonania wtryskiwacza gazu

PL 208 105 B1 pokazanego na fig. 15; fig. 17 - schematycznie część powierzchni rolki odlewniczej; fig. 18 - efekt uzyskany dla strumienia cieplnego po rozpoczęciu i zakończeniu wypływu gazu azotowego.

Przykłady realizacji są opisane w odniesieniu do dwurolkowego urządzenia do odlewania na fig. 4 do 8. Na fig. 4 do 8 zilustrowano dwurolkowe urządzenie do odlewania zawierające główny korpus 11, który podpiera parę równoległych rolek odlewniczych 12 o generalnie wytłaczanych zewnętrznych obwodowych powierzchniach odlewniczych 12a. Ciekła stal węglowa o zawartości węgla poniżej 0,065% wagowych jest dostarczana podczas odlewania z kadzi 13 poprzez wylot 14 kadzi z ogniotrwałą osłoną do kadzi pośredniej 15 i stąd, poprzez wylew doprowadzający 16 metalu (zwany również wylewem rdzeniowym) pomiędzy rolki odlewnicze 12 ponad szczeliną 17. Tak dostarczony gorący metal tworzy basen odlewniczy 10 ciekłego metalu ponad szczeliną 17, utworzony na powierzchniach odlewniczych 12A. Basen odlewniczy 10 jest zamknięty na końcach rolek odlewniczych 12 przez parę zamknięć bocznych lub bocznych płyt zaporowych 18, które są dociskane do schodkowych końców rolek odlewniczych 12 przez parę zespołów siłowników hydraulicznych (nie pokazano). Górna powierzchnia basenu odlewniczego 10 (generalnie nazywana poziomem menisku) może wznosić się powyżej dolnego końca wylewu doprowadzającego 16, w wyniku czego dolny koniec wylewu doprowadzającego 16 jest zanurzony wewnątrz basenu odlewniczego 10.

Rolki odlewnicze 12 są chłodzone wodą, w wyniku czego powłoki krzepną na powierzchniach odlewniczych 12A tworząc powłoki, gdy powierzchnie odlewnicze 12A wchodzą w kontakt z metalem z basenu odlewniczego 10. Powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 mogą być wytłaczane z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami, jak opisano i zastrzeżono w zgłoszeniu USA Nr 10/077,391 złożonym 15 lutego 2002 i opublikowanym 12 września 2002 jako US 2002-0124990. Powłoki spotykają się w szczelinie 17 między rolkami odlewniczymi 12, dla wytworzenia cienkiej skrzepniętej odlanej taśmowego wyrobu 19 w szczelinie 17 między rolkami odlewniczymi 12. Cienki odlany wyrób 19 może być podawany, typowo z dalszym przetwarzaniem, do standardowej zwijarki (nie pokazano).

Zilustrowane dwurolkowe urządzenie do odlewania, jak opisano, jest urządzeniem w rodzaju zilustrowanym i opisanym w pewnych szczegółach w naszym australijskim patencie 631728 i naszym patencie USA 5,184,668, gdzie można zapoznać się ze szczegółami konstrukcyjnymi, które nie stanowią istoty niniejszego wynalazku.

W są siedztwie pary rolek odlewniczych 12 są umieszczone dwa zespoł y szczotkują ce 21, które można sprowadzić do styku z powierzchniami odlewniczymi 12A rolek odlewniczych 12 po stronach przeciwnych do szczeliny 17, zanim nastąpi zetknięcie rolek odlewniczych 12 z ciekłym metalem w basenie odlewniczym 10.

Każdy zespół szczotkujący 21 zawiera ramę 20, która utrzymuje główną szczotkę czyszczącą 22 dla czyszczenia powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 podczas procesu odlewania lub opcjonalnie, oddzielną szczotkę wymiatająca 23, czyszczącą powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 na początku i na końcu procesu odlewania. Główna szczotka czyszcząca 22 może być utworzona z segmentów według potrzeby, lecz generalnie jest jedną szczotką umieszczoną przy powierzchni odlewniczej 12A każdej rolki odlewniczej 12. Rama 20 może zawierać płytę podstawy 41 i wystające w górę płyty boczne 42, na których jest zamontowana główna szczotka czyszcząca 22. Do płyty podstawy 41 są zamontowane prowadniki 43, które ślizgają się wzdłuż członu prowadnicy 44 umożliwiając dosuwanie i odsuwanie ramy 20 względem jednej z rolek odlewniczych 12 i tym samym przemieszczają główną szczotkę czyszczącą 22 zamontowaną na ramie 20 w wyniku zadziałania siłownika 28 głównej szczotki czyszczącej 22. Szczotka wymiatająca 23, jeśli jest zastosowana, jest zamontowana na ramie 20 do niezależnego przemieszczenia względem głównej szczotki czyszczącej 22 w wyniku zadziałania siłownika 28A szczotki wymiatającej 23, z położenia wycofanego do położenia roboczego w zetknięciu z powierzchniami odlewniczymi 12A rolek odlewniczych 12, w wyniku czego powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 są bez przerwy szczotkowane przez szczotkę wymiatającą 23, przez główną szczotkę czyszczącą 22 lub przez obie z nich.

Co istotne, kontrolowana jest energia wywierana przez szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12, w wyniku czego podczas procesu odlewania czyszczenie powierzchni rolek odlewniczych 12 jest utrzymywane na określonym poziomie, i z kolei jest kontrolowane powstawanie chropowatości typu krokodyla skóra na cienkiej odlewanej taśmie. Energia wywierana przez szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnię odlewniczą 12A jest kontrolowana poprzez nacisk szczotki czyszczącej 22 na rolki odlewnicze 12 lub prędkość obrotową szczotki czyszczącej 22 bądź obie z nich, w oparciu o pomiar strumienia cieplnego od ciekłego metalu

PL 208 105 B1 w basenie odlewniczym 10 do powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12. Nacisk i prędkość obrotowa są zmieniane zgodnie z szybkością odlewania podczas procesu odlewania. Regulacja jest wykonywana ręcznie lub automatycznie, jak opisano w tym wynalazku.

W sposobie według wynalazku kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę czyszczącą 22 dla utrzymania czystości powierzchni odlewniczych 12A na rolkach odlewniczych 12, jak opisano powyżej, podczas procesu odlewania. Wykonuje się to poprzez czyszczenie do odsłonięcia większości występów powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 oraz pomiar początkowego strumienia cieplnego pomiędzy ciekłym metalem i rolkami odlewniczymi 12. Następnie strumień cieplny mierzy się w sposób ciągły lub przerywany w czasie rzeczywistym podczas procesu odlewania i następnie różnicę pomiędzy strumieniem cieplnym w czasie rzeczywistym i początkowym strumieniem cieplnym, dla kontrolowania energii wywieranej przez szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12. Strumień cieplny, zarówno początkowy jak i w czasie rzeczywistym, mierzy się poprzez pomiar różnicy temperatur wody chłodzącej cyrkulującej poprzez rolki odlewnicze 12 pomiędzy wlotem i wylotem, jak przedstawiono w opisie patentowym US Nr 5,588,493 i 6,755,234. Choć jest to obecnie uważane za najlepszy sposób pomiaru strumienia cieplnego, strumień cieplny można mierzyć dowolnym dostępnym sposobem.

Początkowo zmierzony strumień cieplny odnosi się do żądanego stopnia oczyszczenia powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12, jak opisano powyżej, dla kontroli powstawania chropowatości typu krokodyla skóra podczas procesu odlewania. Ciągle mierzony strumień cieplny w czasie rzeczywistym oraz różnicę pomiędzy początkowym strumieniem cieplnym i strumieniem cieplnym w czasie rzeczywistym wykorzystuje się do kontroli energii wywieranej przez szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnie odlewnicze 12A, w wyniku czego kontroluje się czyszczenie powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 i z kolei powstawanie chropowatości typu krokodyla skóra na powierzchni odlewanej taśmy.

W celu zautomatyzowania tego sposobu stosuje się ukł ad sterowania (nie pokazany) reagują cy na czujniki monitorujące strumień cieplny, obliczający różnicę strumienia cieplnego względem zmierzonego początkowego strumienia cieplnego i kontrolujący energię wywieraną przez szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnię odlewniczą 12A, w oparciu o różnicę strumienia cieplnego względem zmierzonego początkowego strumienia cieplnego. Główna szczotka czyszcząca 22 może mieć postać beczkowatej szczotki cylindrycznej, posiadającej centralny korpus 45 utrzymywany na wale 34 i cylindryczny zestaw drucianego włosia 46. Wał 34 może być obrotowo zamontowany w łożyskach 47 w pł ytach bocznych 42 ramy 20, a hydrauliczny, pneumatyczny lub elektryczny silnik montuje się na jednej z tych płyt bocznych połączonych do wału szczotki 34 w celu obrotowego napędu szczotki czyszczącej 22 w kierunku obrotów przeciwnym do kierunku obracania powierzchni odlewniczych 12A rolki odlewniczej 12. Choć główną szczotkę czyszczącą 22 pokazano jako beczkowatą szczotkę cylindryczną należy rozumieć, że szczotka ta może przyjmować inne kształty, jak na przykład podłużnej szczotki prostokątnej wskazanej w opisie patentowym US 5,307,861, obrotowego urządzenia czyszczącego wskazanego w opisie patentowym US 5,575,327 lub szczotki według australijskiego opisu patentowego P07602. Precyzyjna postać głównej szczotki czyszczącej 22 nie jest istotna dla niniejszego wynalazku. Istotne jest, aby energia wywierana przez szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnie odlewnicze 12A była sterowalna, przez co będzie sterowalne czyszczenie odsłoniętej powierzchni odlewniczej 12A rolek odlewniczych 12 w ciągu procesu odlewania i z kolei będzie sterowalne tworzenie się chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra. Energię wywieraną przez szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnię odlewniczą 12A rolki odlewniczej 12 kontroluje się poprzez kontrolowanie nacisku przyłożenia, szybkości obrotu lub obu z nich dla silnika elektrycznego, pneumatycznego lub hydraulicznego obracającego szczotkę skoordynowaną z szybkością odlewania.

Energię, nacisk lub szybkość obrotowej szczotki mierzy się poprzez pomiar momentu obrotowego obracającego się silnika. Prędkość obrotową szczotki czyszczącej 22 mierzy się na przykład za pomocą przepływomierza mierzącego przepływ płynu hydraulicznego poprzez silnik hydrauliczny napędzający obracającą się szczotkę czyszczącą 22. Moment obrotowy silnika monitoruje się poprzez pomiar różnicy ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem płynu hydraulicznego poprzez silnik hydrauliczny. Alternatywnie, moment obrotowy silnika monitoruje się poprzez pomiar momentu obrotowego za pomocą czujnika tensometrycznego, przetwornika pomiarowego lub innego urządzenia pomiędzy silnikiem i podstawą łożysk 47 (tj. płytą klinową) lub inną dogodną częścią konstrukcji podstawy silnika.

Choć główna szczotka czyszcząca 22 może być napędzana w kierunku przeciwnym do obrotów rolki odlewniczej 12, główna szczotka 22 jest zwykle napędzana w tym samym kierunku co rolki od8

PL 208 105 B1 lewnicze 12, jak pokazano strzałką 36 na fig. 5. Uwaga oznacza, że powierzchnia odlewnicza 12A porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu włosia szczotki czyszczącej 22 opartej o powierzchnię odlewniczą 12A rolki odlewniczej 12.

Jeśli jest zastosowana, oddzielna szczotka wymiatająca 23 pracująca obwodowo w korzystnym przykładzie tego wynalazku, może mieć ona kształt beczkowatej szczotki cylindrycznej zamontowanej na ramie 20, w celu przemieszczania się na ramie 20 do styku z powierzchniami odlewniczymi 12A rolki odlewniczej 12 lub wycofania od powierzchni odlewniczej poprzez zadziałanie siłownika 28A szczotki wymiatającej, niezależnie od połączenia głównej szczotki z powierzchniami odlewniczymi rolki odlewniczej. Umożliwia to poruszanie szczotki wymiatającej 23 niezależnie od głównej szczotki czyszczącej 22 i wysunięcie do działania tylko podczas rozruchu i podczas zakończenia cyklu odlewania oraz wycofanie podczas normalnego odlewania, jak opisano poniżej. Szczotkę wymiatającą 23 obraca się w tandemie lub niezależnie od głównej szczotki czyszczącej 22. Szczotkę wymiatającą 23 napędza się również w tym kierunku co powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 z szybkością różną od szybkości rolek odlewniczych 12. W ten sposób duże narosty, jakie pojawiają się na początku i przy końcu cyklu odlewania są w mniejszym stopniu zaciągane na powierzchnie odlewnicze 12A i nie rysują powierzchni odlewniczej 12A tam, co ma miejsce gdy szczotka wymiatają ca 23 styka się z powierzchniami odlewniczymi 12A poruszają c się w kierunku przeciwnym do ruchu powierzchni odlewniczych 12.

Jeśli jest zastosowana, szczotka wymiatająca 23 może mieć ona centralny korpus 24 utrzymywany na wale 25 i cylindryczny zestaw drucianego włosia 26. Wał 25 szczotki jest obrotowo zamontowany w konstrukcji montażowej 27, która jest poruszana w tył i w przód przez siłowniki hydrauliczne 28 szybkiego działania, dla wysunięcia szczotki wymiatającej 23 do rolki odlewniczej 12 lub wycofania jej od rolki odlewniczej 12. Konstrukcja montażowa 27 szczotki może mieć postać szerokiego jarzma z bocznymi skrzydłami 30, na których jest obrotowo zamontowany wał 25 szczotki w łożyskach 31. Szczotka wymiatająca 23, konstrukcja montażowa 27 i siłownik 28 są umieszczone na ramie głównej 20 zespołu szczotkującego 21, w wyniku czego szczotka wymiatająca 23 jest zawsze poprawnie ustawiona z wyprzedzeniem względem głównej szczotki czyszczącej 22. Na konstrukcji montażowej 27 jest również umieszczone podłużne ostrze skrobaka 29 usytuowanego na szerokości szczotki wymiatającej 23 i wystającego do zestawu włosia 26. Ostrze skrobaka 29 wykonuje się z hartowanej stali i ma ono ostrą przednią krawę d ź .

Szczotka wymiatająca 23 obraca się wyłącznie poprzez cierne połączenie pomiędzy zestawem włosia 26 i rolką odlewniczą 12, i w tym przypadku może być po prostu obrotowo zamontowana pomiędzy płytami bocznymi 42 ramy 20 bez żadnego napędu, dla obracania, jak pokazano na fig. 4. Jednakże typowo, szczotkę wymiatającą 23, jeśli jest zastosowana, napędza się silnikiem pneumatycznym, elektrycznym lub hydraulicznym 48, jak pokazano na fig. 8.

W ukł adzie pokazanym na fig. 4 szczotkę wymiatają c ą 23 dosuwa się wewnę trznie do rolki odlewniczej 12 poprzez zespoły siłowników 28, przez co szczotka obraca się w ciernym styku pomiędzy zestawem włosia 26 i powierzchnią odlewniczą 12A rolki odlewniczej 12, w wyniku czego porusza się w przeciwnym kierunku obrotu (tak samo obwodowo) na powierzchni odlewniczej 12A w regionie swego styku z powierzchnią odlewniczą 12A, jak pokazują strzałki 32, 33 na fig. 5. Obracanie szczotki wymiatającej 23 może być opóźnione przez połączenie z ostrzem skrobaka 29, w wyniku czego szczotkę wymiatającą 23 napędza z mniejszą prędkością obwodową, niż rolkę odlewniczą 12. Szybkość względna pomiędzy tą rolką odlewniczą 12 i beczkowatą szczotką wymiatającą 23 może spowodować skuteczne działanie czyszczące i zapewnić ciągłą zmianę włosia stykającego się z rolką odlewniczą 12. Ostrze skrobaka 29 również skutecznie czyści szczotkę wymiatającą 23 z materiału zanieczyszczającego zmiatanego z powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12, w wyniku czego na powierzchni rolki odlewniczej 12 ciągle występuje czyste włosie. Stosuje się silnik napędowy 48 szczotki wymiatającej jak pokazano na fig. 8, w wyniku czego szczotkę wymiatającą 23 napędza się w sposób wymuszony ze stałą szybkością , niezależną od szybkości rolki odlewniczej 12. Szczotkę wymiatającą 23 generalnie napędza w taki sposób, że jej włosie porusza się w tym samym kierunku obrotów co powierzchnia rolki odlewniczej 12, lecz z inną (wyższą lub niższą) prędkością. Prędkość obrotowa szczotki wymiatającej 23 może być zmieniana, dla optymalizacji różnicy prędkości.

Szczotkę wymiatającą 23 wysuwa się do zetknięcia z powierzchniami odlewniczymi 12A rolki odlewniczej 12 przed rozpoczęciem odlewania i odsuwa się od powierzchni odlewniczych po stabilizacji warunków odlewania. Szczotkę wymiatającą 23 przestawia się z powrotem do połączenia z powierzchniami odlewniczymi tuż przed zakończeniem odlewania. Punkt, w którym stabilizują się warunPL 208 105 B1 ki odlewania i szczotka wymiatająca 23 odłącza się od powierzchni odlewniczych. Zwykle występuje w przybliż eniu wtedy, gdy zostanie uzyskana wartość zadana dla poziomu basenu 10 ciekł ego metalu, a punkt, w którym szczotka wymiatająca 23 zwykle ponownie łączy się zwykle występuje w przybliż eniu wtedy, gdy zbliża się punkt dolnej wartości zadanej dla basenu 10, gdy zbliża się koniec cyklu odlewania. Szczotka wymiatająca 23 zapobiega uszkodzeniu głównej szczotki czyszczącej 22 i powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12 poprzez odprowadzenie odpadów wytwarzanych na początku i w pobliżu zakończenia cyklu odlewania.

Jeśli przy realizacji sposobu według wynalazku mają być używane czyste opaski, przed procesem odlewania każdą z rolek odlewniczych 12 wyposaża się w czystą opaskę (nie pokazano), korzystnie w każdym końcu rolki odlewniczej 12. Wykonuje się to poprzez zaznaczenie kredą lub kamieniem mydlanym na powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12 poprzez obracanie rolek odlewniczych 12 dla wykonania znaku wzdłuż powierzchni obwodowej. Znak wykonany kredą lub kamieniem mydlanym wykreśla się w każdym końcu rolki odlewniczej 12 dla zapewnienia, aby zimny wieniec rolki maszynowej nie został narażony przez wytworzenie czystych opasek na rolce odlewniczej. Korzystnie, czystą opaskę umieszcza się w odległości około 20,3 cm (8 cali) od każdego końca rolki odlewniczej 12, a szerokość każdej opaski wynosi około 15 milimetrów. Po wykonaniu znaków kamieniem mydlanym na powierzchniach rolek odlewniczych dosuwa się szczotkę czyszczącą 22 do powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej podczas jej obracania, dla wytworzenia czystych opasek. Czyste opaski charakteryzują się dużym centralnym czystym polem o pierzastym wyglądzie w kierunku zewnętrznym, gdzie zetknięcie szczotki czyszczącej 22 z powierzchniami rolek odlewniczych 12 ulega zmniejszeniu. Czysta opaska jest czystym polem utworzonym przez zetknięcie szczotki czyszczącej 22 z powierzchnią odlewniczą 12A, nie wliczając pierzastych części. Podczas następnego procesu odlewania czysta opaska (opaski) tworzy odniesienie dla energii wywieranej przez główną szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnie rolek odlewniczych 12 dla utrzymania powierzchni rolek odlewniczych w czystości, zgodnie z obecnym wynalazkiem. Jest to szczególnie użyteczna alternatywa, gdy energia obrotowej szczotki czyszczącej 22 wywierana na rolki odlewnicze 12 podczas procesu odlewania jest kontrolowana przez operatora obserwującego powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12.

Dla zilustrowania oczyszczenia uzyskanego zgodnie z obecnym wynalazkiem na fig. 9 do 11 zamieszczono fotomikrografie wytłaczanych powierzchni rolek odlewniczych 12A. Jak pokazano, powierzchnie rolek odlewniczych 12 nie są nieskazitelnie czyste. Występują tu pozostałości w dolnych obszarach i zakątkach powierzchni, i nie wszystkie nawet odsłonięte występy powierzchni rolki odlewniczej są efektywnie czyste. Jednakże, nawet znaczna liczba występów widoczna z odsłoniętymi powierzchniami, jak pokazano, jest wystarczająco oczyszczona dla zapobieżenia lub wyeliminowania chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra podczas odlewania. Poprzez czyszczenie obracającymi się szczotkami czyszczącymi 22 powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 jak pokazano na fig. 9-11 powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 zwilża się ciekłym metalem w basenie odlewniczym 10 i strumień cieplny może być skutecznie przekazywany z ciekłego metalu na rolki odlewnicze 12, gdy powierzchnie odlewnicze 12 stykają się z basenem odlewniczym 12, przy zahamowaniu powstawania chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra.

Fig. 12 i 13 zamieszczono w celach porównawczych. Fig. 12 i 13 pokazują, gdzie występy wytłaczanej powierzchni rolki odlewniczej 12A są zagrzebane pod ciekłym wytopem i powierzchnie odlewnicze nie są odsłonięte, w wyniku czego występuje użyteczny strumień cieplny od ciekłego metalu do powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 zgodnie z obecnym wynalazkiem.

Stwierdzono, że skuteczność czyszczenia wymaga utrzymania zależności pomiędzy prędkością obrotową szczotki czyszczącej 22, szczotki wymiatającej 23 i szybkością odlewania za pomocą urządzenia do odlewania. Na fig. 14 pokazano wykres przedstawiający zależność dla konkretnego przykładu wykonania tego wynalazku, jaki został zbudowany. Podobne zależności można wyprowadzić empirycznie dla innych przykładów wykonania tego wynalazku. Zależność ta wskazuje, że podczas procesu odlewania należy utrzymywać kontrolowanie energii szczotek wywieranej na powierzchnie odlewnicze.

Na fig. 17 schematycznie pokazano część powierzchni rolki odlewniczej 12 tuż po usunięciu tlenków i zanieczyszczeń przez obrotową szczotkę 22 z powierzchni odlewniczych 12A. Pokazano schematycznie teksturę powierzchni rolki odlewniczej posiadającą występy 204 i pokazano, że większość występów 204 może być odsłonięta, podczas gdy większa część 200 obszaru powierzchni 12A pozostaje zagrzebana pod tlenkami. Podczas cyklu odlewania tlenki i inne zanieczyszczenia 202

PL 208 105 B1 tworzą powierzchnie rolki odlewniczej 12A. Obrotowa szczotka 22 usuwa niektóre z tych tlenków 202 dla odsłonięcia występów 204 powierzchni odlewniczej 12A podczas gdy obszary 200 pozostają pokryte tlenkami. Stwierdzono, że dostarczenie granicznej warstwy gazu ponad powierzchnią odlewniczą, jak pokazano na fig. 17, poprawia sterowanie strumieniem cieplnym podczas procesu odlewania.

Na fig. 15 i 16 pokazano sposób i urządzenie dla dostarczenia gazu na powierzchnię odlewniczą rolek odlewniczych 12 i tworzenia granicznej warstwy gazu na powierzchniach odlewniczych rolek odlewniczych 12, gdzie usunięto tlenki za pomocą obracających się szczotek. Gaz 120 przenosi się ze źródeł gazu do przewodu wydmuchowego 110 gazu poprzez liczne zawory gazowe 122a, 122B, 122C, 122D i 122E. W jednym przykładzie wykonania gaz 120 przepływa ze źródła gazu, nie pokazano, poprzez zawory gazowe do opróżnienia lub wylotowego rozdzielacza 110 przewodu gazowego. Rozdzielacz 110 może być zaopatrzony w szereg pięciu stref 123A, 123B, 123C, 123D i 123E na długości powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12. Rozdzielacz 110 przewodu gazowego może być wewnętrznie połączony ze skrzynią lub utrzymany jako odrębne przedziały. Z rozdzielcza 110 gaz przepływa poprzez liczne dysze 112A-112E umieszczone wzdłuż powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12, skąd gaz jest kierowany na powierzchnię odlewniczą 12A rolki odlewniczej 12. Gaz przepływa w obszary 200, skąd obracające się szczotki czyszczące 22 właśnie usunęły tlenki 202, jak pokazano na fig. 17. Jednym celem utworzenia granicznej warstwy gazu jest powstrzymanie innych zanieczyszczeń, takich jak z atmosfery w odlewni, wilgoci, pyłu itp., przed osiadaniem na właśnie oczyszczonej powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12.

W każ dym przypadku gaz doprowadzony w odnoś nych strefach moż e mie ć róż ny i zmieniany skład, mieszaninę, ciśnienie lub co najmniej dwa z nich, poprzez dostarczanie gazu na powierzchnię odlewniczą przez ręcznie lub automatycznie sterowane zawory 122A, 122B, 122C, 122D i 122E. Liczne zawory gazowe służą do kontroli szybkości doprowadzenia gazu na powierzchnię odlewniczą 12A rolek odlewniczych 12 i do kontrolowania stopnia zmieszania, gdy doprowadza się więcej, niż jeden gaz. Zawory 122A, 122B, 122C, 122D i 122E mogą być sterowane ręcznie lub automatycznie przez system komputerowy (nie pokazano). Ten przykład realizacji jest szczególnie przewidziany dla, na przykład dostarczenia mieszanki różnych gazów, zapewnienia ciśnienia lub składu w sąsiedztwie końców rolek odlewniczych, ze względu na różnicę gradientu cieplnego w sąsiedztwie końców rolek odlewniczych, w porównaniu z obszarem centralnym powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12. Dodatkowo, w podobny sposób zmienia się skład, mieszankę lub ciśnienie poprzez zawory 122A, 122B, 122C, 122D i 122E do jednej lub więcej stref wzdłuż powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12, podczas procesu odlewania, aby umożliwić kontrolowanie strumienia cieplnego od ciekłego wytopu do rolek odlewniczych, dla uzyskania pożądanych wyników.

W każ dym przypadku, stosuje się w tych celach jeden lub wię cej gazów dobranych z grupy utworzonej przez azot, argon, hel, wodór, parę wodną, tlenek węgla, dwutlenek węgla, suche powietrze lub ich mieszaninę.

Rozdzielacz 110 przewodu gazowego stosuje się do doprowadzenia gazu w szczelinę pomiędzy szczotką czyszczącą 22 i powierzchnią odlewniczą 12A rolki odlewniczej 12, jak pokazano na fig. 15, a także dla równoczesnego doprowadzenia gazu po usunięciu tlenków do powierzchni odlewniczej znajdującej się w sąsiedztwie szczotki czyszczącej 22 wzdłuż powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12, jak pokazano linią przerywaną na fig. 15. Według potrzeby, gaz dostarcza się poprzez obudowę 21 wokół szczotki czyszczącej 22 przeznaczoną do chwytania tlenków usuniętych przez szczotkę czyszczącą i do ich usuwania w odpowiednim zamkniętym systemie (nie pokazano). Rozdzielacz 110 przewodu gazowego w każdym przypadku jest umieszczony pomiędzy szczotką czyszczącą 22 i wejściem w obszar odlewania 111 w położeniu godziny dwunastej, pod uszczelnieniami kurtyny gazowej 101. Oczekuje się, że im bliżej rozdzielacz 110 przewodu gazowego doprowadza gaz w miejsce usunię cia tlenków przez obrotową szczotkę 22, tym bardziej efektywny jest obecny sposób i urzą dzenie do kontrolowania strumienia cieplnego.

Należy zauważyć, że na fig. 16 zilustrowano pięć stref, lecz można w tym celu zastosować tylko trzy strefy lub można zastosować dowolną inną większą liczbę, niż trzy strefy dla podzielonego kontrolowania gazu do powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej. Można również zastosować więcej, niż jeden rozdzielacz 110 przewodu gazowego, równolegle wzdłuż powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12, dla doprowadzenia gazu do powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12. Również, etap dostarczenia gazu na powierzchnię odlewniczą 12A każdej z rolek odlewniczych 12 dla zastąpienia usuniętych tlenków obejmuje zalanie gazem powierzchni odlewniczych 12A w sąsiedztwie obracających się szczotek czyszczących 12.

PL 208 105 B1

Na fig. 18 przedstawiono skuteczność obecnego wynalazku w eksperymencie przeprowadzonym podczas procesu odlewania dla dwurolkowego urządzenia do odlewania. Podczas procesu odlewania mierzono strumień cieplny i temperaturę rolek odlewniczych, wyrażone w megawatach i stopniach F. Urządzenie to było podobne do urządzenia zilustrowanego na fig. 15 i 16. Punkt rozpoczęcia dla doprowadzenia azotu na powierzchnie odlewnicze oznaczono na fig. 18 jako włączenie N2. Jak pokazano, natychmiast rozpoczął się wzrost strumienia cieplnego, który utrzymał się do momentu wyłączenia dopływu gazu w drugim punkcie oznaczonym jako wyłączenie N2 na fig. 18, gdzie temperatura rolek odlewniczych osiągnęła granice sterowania. Wartość graniczna temperatury została osiągnięta, ponieważ z powodu azotu sądzono, że w rezultacie został wprowadzony tlen atmosferyczny do warstwy gazu. Nie mniej jednak w tym eksperymencie została potwierdzona korzyść obecnego wynalazku.

Choć wynalazek jest zilustrowany i opisany szczegółowo na rysunkach i w opisie w odniesionym do kilku przykładów wykonania należy rozumieć, że jest to opis ilustracyjny bez charakteru ograniczającego, i że wynalazek nie jest ograniczony do załączonych przykładów wykonania. Zamiast tego, wynalazek pokrywa wszystkie odmiany, modyfikacje i konstrukcje równoważne, które wchodzą w zakres i ducha tego wynalazku. Dodatkowe właś ciwości wynalazku staną się oczywiste dla specjalistów w tej dziedzinie po rozważeniu szczegółowego opisu, który ilustruje najlepszy sposób wykonania wynalazku według obecnej wiedzy. Można wprowadzić wiele modyfikacji obecnego wynalazku jak opisano powyżej, bez odstępstwa od ducha i zakresu tego wynalazku.

Claims (32)

1. Sposób odlewania ciągłego cienkiej taśmy, w którym nad zamontowaną parą przeciwbieżnie obracanych rolek odlewniczych (12), tworzących poprzeczną szczelinę (17) pomiędzy ich obwodowymi powierzchniami odlewniczymi (12A), formuje się basen odlewniczy (10) ciekłej stali węglowej ograniczony powierzchniami odlewniczymi (12A) rolek odlewniczych (12) ponad szczeliną (17), a następnie odlewa się ciekłą stal pomiędzy obracane przeciwbieżnie rolki odlewnicze (12) poruszając powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych (12) w kierunku szczeliny (17), poprzez którą odlewa się ciekłą stal, i wytwarza się odlewaną taśmę (19) poniżej szczeliny (17), przy czym przed kontaktem powierzchni odlewniczych (12A) z ciekłym metalem w obszarze odlewania usuwa się tlenki z powierzchni odlewniczej (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) za pomocą co najmniej jednej obrotowej szczotki czyszczącej (22) zamontowanej w styku z powierzchnią odlewniczą (12A) każdej z rolek odlewniczych (12), znamienny tym, że na powierzchnię odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12), w sąsiedztwie obrotowej szczotki czyszczącej (22), doprowadza się gaz tworząc warstwę gazu na powierzchni odlewniczej (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) w obszarze po usunięciu tlenków.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) w sąsiedztwie szczeliny utworzonej pomiędzy obracającą się szczotką czyszczącą (22) i powierzchnią odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) poprzez zalanie gazem powierzchni odlewniczych (12A) w są siedztwie obracają cych się szczotek czyszczą cych (22) zastę pując usunię te tlenki.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz wprowadza się do obudowy (114) umieszczonej wokół obrotowej szczotki czyszczącej (22) tworząc warstwę gazu wokół szczotki czyszczącej (22).

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz doprowadza się do powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12) z wytłoczonymi, losowo rozmieszczonymi, odrębnymi występami (204).

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się co najmniej jeden gaz wybrany z grupy zawierającej azot, argon, wodór, hel, parę wodną, suche powietrze, tlenek węgla, dwutlenek węgla lub mieszaninę dwóch lub kilku z nich.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą (12A) w co najmniej trzech strefach ułożonych wzdłuż powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12) do utworzenia warstwy gazu na powierzchni odlewniczej (12A) każdej z rolek odlewniczych (12).

PL 208 105 B1

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, ż e w tych co najmniej trzech strefach dostarcza się do rolek odlewniczych (12) gaz różniący się składem, mieszaniną, ciśnieniem lub co najmniej dwoma z tych parametrów.

9. Sposób wedł ug zastrz. 7, znamienny tym, ż e gaz dostarcza się w co najmniej pię ciu strefach ułożonych wzdłuż powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12).

10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) w sąsiedztwie szczeliny utworzonej pomiędzy obracaną szczotką czyszczącą (22) i powierzchnią odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12).

11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że gaz doprowadza się na powierzchnię odlewniczą (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) poprzez zalanie gazem powierzchni odlewniczych (12A) w sąsiedztwie obracających się szczotek czyszczących (22) zastępując usunię te tlenki.

12. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że gaz wprowadza się do obudowy (114) umieszczonej wokół obrotowej szczotki czyszczącej (22) tworząc warstwę gazu wokół szczotki czyszczącej (22).

13. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że gaz doprowadza się do powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12) z wytłoczonymi, losowo rozmieszczonymi, odrębnymi występami (204).

14. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że doprowadza się co najmniej jeden gaz wybrany z grupy obejmującej azot, argon, wodór, hel, parę wodną, suche powietrze, tlenek węgla, dwutlenek węgla lub mieszaninę dwóch lub kilku z nich.

13. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że gaz dostarcza się do powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12) wytłaczanych, z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami (204).

14. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że doprowadza się co najmniej jeden gaz wybrany z grupy zawierającej azot, argon, wodór, hel, parę wodną, suche powietrze, tlenek węgla, dwutlenek węgla lub mieszaninę dwóch lub kilku z nich.

15. Urządzenie do odlewania ciągłego cienkiej taśmy, zawierające parę przeciwbieżnie obracanych rolek odlewniczych (12) posiadających obwodowe powierzchnie odlewnicze (12A), poprzecznie rozsuniętych z utworzeniem szczeliny (17) pomiędzy nimi do odprowadzania do dołu cienkiej odlewanej taśmy (19), i posiadające basen odlewniczy (10) ciekłego metalu ograniczony na obwodowych powierzchniach odlewniczych (12A) w sąsiedztwie szczeliny (17) między rolkami odlewniczymi (12) tworzący obszar odlewania, a ponadto zawierające obrotowe szczotki czyszczące (22) do usuwania tlenków z powierzchni odlewniczych (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) umieszczone w obszarze oddalonym od obszaru odlewania, znamienne tym, ż e zawiera dysze gazowe (112A-112E) do dostarczania gazu na powierzchnię odlewniczą (12A) każdej rolki odlewniczej (12) usytuowane wzdłuż powierzchni odlewniczej (12A) każdej rolki odlewniczej (12) i w są siedztwie obrotowej szczotki czyszczą cej (22) do wytworzenia warstwy gazu w miejscu tlenków usuniętych z powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12).

16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że dysze gazowe (112A-112E) są skierowane do doprowadzania gazu na powierzchnię odlewniczą (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) w sąsiedztwie szczeliny utworzonej pomiędzy obrotową szczotką czyszczącą (22) i powierzchnią odlewniczą (12) rolki odlewniczej (12).

17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że dysze gazowe (112A-112E) są dostosowane do zalewania gazem powierzchni odlewniczych (12A) w sąsiedztwie obracających się szczotek czyszczących (22).

18. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że w pobliżu obrotowej szczotki czyszczącej (22) jest umieszczona obudowa (114), a dysze gazowe (112A-112E) są skierowane do obudowy (114) do tworzenia warstwy gazu wprowadzanego poprzez obudowę (114).

19. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych (12) są wytłoczone z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami (204).

20. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że szczotki czyszczące (22) są połączone z hydraulicznymi silnikami (28), które są połączone w układ sterowania do kontroli zetknięcia szczotki czyszczącej (22) z powierzchnią odlewniczą (12A) każdej rolki odlewniczej (12) przed obszarem odlewania, przy czym układ sterowania zawiera urządzenie monitorujące do monitorowania momentu obrotowego silników hydraulicznych (28) i kontrolowania energii wywieranej przez obracające się szczotki czyszczące (22) na powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych (12)

PL 208 105 B1 z wykorzystaniem pożądanego stopnia czyszczenia w odniesieniu do czystoś ci wię kszości wystę pów (204) powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12) i do wytwarzania wilgotnego kontaktu pomiędzy powierzchnią odlewniczą (12A) i ciekłym metalem w obszarze odlewania.

21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że urządzenie monitorujące zawiera zespół do monitorowania momentu silników hydraulicznych (28) poprzez pomiar różnicy ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem płynu hydraulicznego przechodzącego poprzez silniki hydrauliczne (28).

22. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że urządzenie monitorujące zawiera zespół do pomiaru momentu obrotowego pomiędzy silnikiem hydraulicznym (28) i płytą klinową podstawy silnika hydraulicznego (28).

23. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że dysze gazowe (112A-112E) są skierowane do doprowadzania gazu w co najmniej trzech strefach (123A-123E) rozciągających się wzdłuż powierzchni odlewniczych (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) i tworzenia warstwy gazu na powierzchni odlewniczej (12A) każdej z rolek odlewniczych (12).

24. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że dysze gazowe (123A-123E) odnośnych co najmniej trzech stref (123A-123E) są dostosowane do doprowadzania gazu o różnym składzie, mieszaninie, ciśnieniu lub co najmniej dwóch z nich.

25. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że dysze gazowe (112A-112E) są rozmieszczone w co najmniej pięciu strefach (123A-123E) wzdłuż osi rolek odlewniczych (12) do doprowadzania gazu na powierzchnię odlewniczą (12A).

26. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że dysze gazowe (112A-112E) są rozmieszczone w sąsiedztwie szczeliny utworzonej pomiędzy obracającą się szczotką czyszczącą (22) i powierzchnią odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12) do doprowadzania gazu na powierzchnię odlewniczą (12A) każdej z rolek odlewniczych (12).

27. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że dysze gazowe (112A-112E) są dostosowane do zalewania gazem powierzchni odlewniczych (12A) w sąsiedztwie obracających się szczotek czyszczących (22).

28. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że w pobliżu obrotowej szczotki czyszczącej (22) jest umieszczona obudowa (114), a dysze gazowe (112A-112E) są skierowane do obudowy (114) do tworzenia warstwy gazu wprowadzanego poprzez obudowę (114).

29. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych (12) są wytłoczone z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami (204).

30. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że szczotki czyszczące (22) są połączone z hydraulicznymi silnikami (28), które są połączone w układ sterowania do kontroli zetknięcia szczotki czyszczącej (22) z powierzchnią odlewniczą (12A) każdej rolki odlewniczej (12) przed obszarem odlewania, przy czym układ sterowania zawiera urządzenie monitorujące do monitorowania momentu obrotowego silników hydraulicznych (28) i kontrolowania energii wywieranej przez obracające się szczotki czyszczące (22) na powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych (12) z wykorzystaniem pożądanego stopnia czyszczenia w odniesieniu do czystoś ci wię kszości występów (204) powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12) i do wytwarzania wilgotnego kontaktu pomiędzy powierzchnią odlewniczą (12A) i ciekłym metalem w obszarze odlewania.

31. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że urządzenie monitorujące zawiera zespół do monitorowania momentu silników hydraulicznych (28) poprzez pomiar różnicy ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem płynu hydraulicznego przechodzącego poprzez silniki hydrauliczne (28).

32. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że urządzenie monitorujące zawiera zespół do pomiaru momentu obrotowego pomiędzy silnikiem hydraulicznym (28) i płytą klinową podstawy silnika hydraulicznego (28).