PL208248B1

PL208248B1 - Sposób kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu "krokodyla skóra" w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy ze stali węglowej

Info

Publication number: PL208248B1
Application number: PL383349A
Authority: PL
Inventors: Mark Schlichting; Joel D. Sommer; Shiro Osada; Hisahiko Fukase
Original assignee: Nucor Corp; Nucor Corporation
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2011-04-29
Also published as: NZ556427A; US20060144554A1; EP1824625A1; BRPI0518627A2; EP1824625B1; BRPI0518631A2; AU2005315163A1; KR101298578B1; CN101115577B; JP5274018B2; US20060124271A1; BRPI0518631B1; EP1819462A1; WO2006064476A8; US20060237162A1; PL383330A1; AU2005315164B2; AU2005315163B2; JP2008522829A; WO2006064475A8

Description

Wynalazek dotyczy sposobu kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy ze stali węglowej.

W dwurolkowym urządzeniu do odlewania ciekły metal jest wprowadzany pomię dzy 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 najbliżej siebie. Ciekły metal wylewa się z kadzi do mniejszego naczynia, z którego przepł ywa on poprzez wylew doprowadzenia metalu umieszczony ponad szczeliną , tworzą cy basen odlewniczy ciekłego metalu podparty na powierzchniach odlewniczych rolek. Basen odlewniczy jest zwykle zamknięty pomiędzy dwiema 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 wynosi powyżej 1550°C, a zwykle powyżej 1600°C.

Konieczne jest uzyskanie bardzo szybkiego chłodzenia ciekłej stali na powierzchniach odlewniczych rolek, w celu 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 krzepnięcia dla uniknięcia odkształcenia krzepnących powłok, które spotykają się w szczelinie w celu utworzenia taśmy 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. Chropowatość powierzchni typu „krokodyla skóra”, którą pokazano na fig. 1, w znany sposób występuje z innych powodów. Chropowatość powierzchni 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.

Według wynalazku, sposób kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy ze stali węglowej, w którym pomiędzy zamontowaną parą przeciwbieżnie obracanych rolek odlewniczych, tworzących poprzeczną szczelinę pomiędzy ich obwodowymi powierzchniami odlewniczymi formuje się basen odlewniczy ciekłej stali węglowej o zawartości węgla poniżej 0,065% wagowych, 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, charakteryzuje się tym, że oczyszcza się w żądanym stopniu powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych odsłaniając większość występów na powierzchniach odlewniczych i utrzymuje się zwilżony kontakt pomiędzy powierzchniami odlewniczymi i ciekłym metalem w basenie odlewniczym, przy czym oczyszczanie dokonuje się za pomocą obrotowej szczotki, która jest zamontowana na obwodzie powierzchni odlewniczej każdej z rolek odlewniczych i styka się z nią przed kontaktem powierzchni odlewniczych z ciekłym metalem w basenie odlewniczym, a zwilżony kontakt pomiędzy powierzchniami odlewniczymi i ciekłym metalem w basenie odlewniczym utrzymuje się poprzez kontrolowanie energii wywieranej przez obracające się szczotki podczas procesu odlewania, przy czym energię wywieraną przez obracające się szczotki na powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych (12) kontroluje się stosując pożądany stopień czystości, jako odniesienie do odsłonięcia większości występów powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych i zapewnienia zwilżonego kontaktu pomiędzy powierzchnią odlewniczą oraz ciekłym metalem w basenie odlewniczym.

Korzystnie, stosuje się rolki odlewnicze z wytłoczonymi powierzchniami odlewniczymi z występami.

Także korzystnie, kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę na rolkę odlewniczą poprzez zmianę przyłożonego nacisku szczotki do powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej albo kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę na rolkę odlewniczą poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki względem powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej.

PL 208 248 B1

Korzystnie też kontroluje się energię obrotowej szczotki wywieraną na rolkę odlewniczą poprzez zmianę nacisku wywieranego przez tę szczotkę na powierzchnię odlewniczą rolki odlewniczej i zmianę szybkości obrotu szczotki względem powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej.

Stosuje się rolki odlewnicze z wytłoczonymi powierzchniami odlewniczymi z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami.

Energię kontroluje się automatycznie za pomocą zautomatyzowanych urządzeń kontrolnych podczas procesu odlewania.

W korzystnym wariancie wynalazku obrotowe szczotki montuje się z zastosowaniem silników hydraulicznych i kontroluje się energię wywieraną przez obracające się szczotki na powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych poprzez monitorowanie momentu obrotowego silników hydraulicznych, z zastosowaniem żądanego stopnia czystości, jako odniesienia.

Korzystnie, monitoruje się moment obrotowy silników hydraulicznych poprzez pomiar różnicy ciśnień płynu hydraulicznego pomiędzy wlotem i wylotem w silnikach hydraulicznych.

Korzystnie, monitoruje się moment obrotowy silników hydraulicznych poprzez pomiar momentu obrotowego pomiędzy silnikiem hydraulicznym i płytą klinową lub podstawą silnika.

Korzystnie stosuje się rolki odlewnicze z wytłoczonymi powierzchniami odlewniczymi z występami.

Kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę na rolkę odlewniczą poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki względem powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej.

W innym korzystnym wariancie wynalazku oczyszcza się w żądanym stopniu powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych odsłaniając większość występów na powierzchniach odlewniczych poprzez wytwarzanie, co najmniej jednej czystej opaski z odsłoniętą większością występów na powierzchniach odlewniczych, jako odniesienie do kontrolowania nacisku wywieranego przez obracające się szczotki na powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych i kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę na rolki odlewnicze z wykorzystaniem czystej opaski, jako odniesienia.

Wykonuje się czystą opaskę na rolce odlewniczej w sąsiedztwie każdego końca rolki odlewniczej.

Kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę na rolkę odlewniczą poprzez zmianę przyłożonego nacisku szczotki względem powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej.

Korzystnie, kontroluje się energię obrotowej szczotki wywieraną na rolkę odlewniczą poprzez zmianę nacisku wywieranego przez tę szczotkę na powierzchnię odlewniczą rolki odlewniczej i zmianę szybkości obrotu szczotki względem powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej.

Kontroluje się energię automatycznie za pomocą zautomatyzowanych urządzeń kontrolnych podczas procesu odlewania.

W jeszcze innym wariancie wynalazku, mierzy się w sposób ciąg ły strumień cieplny od ciekłego metalu do powierzchni odlewniczych rolek odlewniczych i kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę na powierzchnię odlewniczą rolki odlewniczej w oparciu o różnicę pomiędzy zmierzonym strumieniem cieplnym i początkowo zmierzonym strumieniem cieplnym pomiędzy ciekłym metalem i powierzchnią odlewniczą.

Korzystnie, kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę na rolkę odlewniczą poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki względem powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej.

Korzystnie, kontroluje się energię obrotowej szczotki wywieraną na rolkę odlewniczą poprzez zmianę przyłożonego nacisku wywieranego przez tę szczotkę na powierzchnię odlewniczą rolki odlewniczej i zmienia się szybkość obrotu szczotki względem powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej.

Mierzy się energię wywieraną przez obrotową szczotką na rolkę odlewniczą poprzez pomiar momentu obrotowego silnika obracającego tę szczotkę.

W tym wariancie wynalazku też korzystnie mierzy się nacisk wywierany przez obrotową szczotkę na rolkę odlewniczą poprzez pomiar momentu obrotowego silnika obracającego tę szczotkę lub

PL 208 248 B1 mierzy się szybkość obrotową obrotowej szczotki względem rolki odlewniczej poprzez pomiar momentu obrotowego silnika obracającego tę szczotkę lub mierzy się nacisk i szybkość obrotową obrotowej szczotki względem rolki odlewniczej poprzez pomiar momentu obrotowego silnika obracającego tę szczotkę.

Korzystnie kontroluje się energię automatycznie za pomocą zautomatyzowanych urządzeń kontrolnych podczas procesu odlewania.

Korzystnie kontroluje się ciśnienie gazu nadmuchiwanego na powierzchnię odlewniczą rolki odlewniczej w oparciu o różnicę pomiędzy wspomnianym zmierzonym strumieniem cieplnym i początkowo zmierzonym strumieniem cieplnym pomiędzy ciekłym metalem i powierzchniami odlewniczymi dla wspomagania kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy.

Przedmiot wynalazku jest dokładniej wyjaśniony w poszczególne przykładach realizacji opisanych w odniesieniu do załączonego rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia fotomikrografię ukazującą chropowatość powierzchni typu „krokodyla skóra”, kontrolowaną sposobem według niniejszego wynalazku; fig. 2 - wykres ilustrujący zależność pomiędzy kontrolowaniem strumienia cieplnego i powstawaniem chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra”; fig. 3 - wykres ilustrujący zależność pomiędzy kontrolowaniem strumienia cieplnego i kontrolowaniem powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” dla gładkich i wytłaczanych powierzchniach rolek odlewniczych; fig. 4 - dwurolkowe urządzenie do odlewania posiadające parę urządzeń szczotkujących stosowanych zgodnie z wynalazkiem; fig. 5 - jedno z urządzeń szczotkujących; fig. 6 - główną szczotkę urządzenia szczotkującego, w rzucie z przodu; fig. 7 szczotkę wymiatacza urządzenia szczotkującego, w rzucie z przodu; fig. 8 szczotkę wymiatacza w zmodyfikowanym urządzeniu, w którym szczotka wymiatacza jest napędzana w sposób wymuszony przez silnik, w rzucie z przodu; fig. 9 do 11 przedstawiają fotomikrografie ukazujące wytłaczane powierzchnie rolek odlewniczych, czyszczone zgodnie z obecnym wynalazkiem, z pokazaniem występów rolek odlewniczych; fig. 12 i 13 - fotomikrografie wytłaczanych powierzchni rolek odlewniczych, które w celach ilustracyjnych nie były dokładnie oczyszczone zgodnie z obecnym wynalazkiem; fig. 14 przedstawia wykres ukazujący zależność pomiędzy prędkością obrotową szczotki wymiatacza i szybkością odlewania urządzenia do odlewania; fig. 15 - wykres hydraulicznego przepływu poprzez silniki hydrauliczne napędzające obrotowe szczotki, a także różnicę ciśnienia płynu hydraulicznego w silnikach hydraulicznych, z ręcznym sterowaniem; fig. 16 - wykres hydraulicznego przepływu poprzez silniki hydrauliczne napędzające obrotowe szczotki, a także różnicę ciśnienia płynu hydraulicznego w silnikach hydraulicznych, z automatycznym sterowaniem.

Stwierdzono, że przy poziomach węgla poniżej 0,065% wagowych powstawanie chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra”, pokazanej na fig. 1, jest bezpośrednio odniesione do strumienia cieplnego pomiędzy ciekłym metalem i powierzchnią rolek odlewniczych, i że 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, poprzez kontrolowanie energii wywieranej przez obracające się szczotki w obwodowym zetknięciu z powierzchniami odlewniczymi każdej rolki odlewniczej, przed zetknięciem powierzchni odlewniczej z ciekłym metalem, można kontrolować strumień cieplny pomiędzy ciekłym metalem i powierzchnią rolek odlewniczych, i z kolei chropowatość powierzchni typu „krokodyla skóra” na uzyskiwanej w rezultacie cienkiej odlewanej taśmie.

Ustalono 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 rolek odlewniczych. Stwierdzono, że faktura 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. Opracowano, więc 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

PL 208 248 B1 w czasie odlewania i z kolei kontrolowania powstawania chropowatoś ci powierzchni typu „krokodyla skóra” na wytwarzanej cienkiej odlewanej taśmie metalowej.

Odlewanie ciągłej cienkiej odlewanej taśmy ze stali węglowej wykonuje się w urządzeniu, w którym są zamontowane przeciwbieżnie obracane rolki odlewnicze 12, pomiędzy którymi poprzecznie jest utworzona szczelina 17 pomiędzy ich obwodowymi powierzchniami odlewniczymi 12A. Ponad rolkami odlewniczymi 12 tworzy się basen odlewniczy 10 ciekłej metalu stali węglowej o zawartości węgla poniżej 0,065% wagowych, na powierzchniach odlewniczych rolek odlewniczych ponad szczeliną 17 i przez szczelinę 17 odlewa się metalową taś mę 19. Rolki odlewnicze 12 obraca się, przez co powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 poruszają się przeciwbieżnie w kierunku szczeliny 17 wytwarzając odlewaną taśmę 19 poniżej szczeliny 17.

Według wynalazku, w styku z powierzchnią odlewniczą 12A każdej z rolek odlewniczych 12 montuje się obwodowe obrotową szczotkę 22 przed zetknięciem ciekłego metalu w basenie odlewniczym 10 z powierzchniami odlewniczymi 12A. Za pomocą tych obrotowych szczotek 22 oczyszcza się w żądanym stopniu powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 odsłaniając większość występów na powierzchniach odlewniczych 12A w żądanym stopniu i zapewnia się zwilżony kontakt pomiędzy powierzchnią odlewniczą 12A i ciekłym metalem w basenie odlewniczym 10. Dokonuje się tego poprzez kontrolowanie energii wywieranej przez obracające się szczotki 22 podczas procesu odlewania.

Powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych mogą być wytłaczane z występami, a poprzez czyszczenie tych powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 utrzymuje się odsłoniętą większość wystających części wspomnianych występów dla zetknięcia z ciekłym metalem basenu odlewniczego 10. Jednakże odsłonięte występy powierzchni odlewniczej 12A mogą stanowić jedną dwudziestą lub jedną trzydziestą bądź mniej powierzchni odlewniczej 12A. W zagłębieniach i innych dolnych miejscach powierzchni odlewniczych 12A przeciwległych podwyższonym obszarom powierzchni odlewniczych 12A wciąż znajduje się pozostałość materiału, w tym metal i tlenki. Powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 mogą być wytłaczane z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami, jak opisano i zastrzeżono w zgłoszeniu Nr 10/077,391 złożonym 15 lutego 2002 i opublikowanym 12 września 2002 jako US 2002-0124990, co podano w niniejszym dla informacji.

W każ dym przypadku, znaczna część powierzchni odlewniczej 12A jest odsłaniana przez czyszczenie powierzchni odlewniczych, w wyniku czego występuje zwilżanie powierzchni przez ciekły metal, gdy powierzchnia odlewnicza obraca się do zetknięcia z metalem w basenie odlewniczym 10. Czyszczenie nie oznacza tu, że powierzchnie odlewnicze 12A są całkowicie wolne od wszystkich zanieczyszczeń. Czyszczenie oznacza tu, że te części powierzchni rolki odlewniczej 12A, które są odsłonięte, czyli występy, są zasadniczo wolne od substancji, które zafałszowują lub utrudniają zwilżanie powierzchni odlewniczych przez ciekły metal i hamują użyteczny strumień cieplny od ciekłego metalu do powierzchni odlewniczych 12A. Nie jest konieczne ani praktyczne oczyszczenie wszystkich odsłoniętych występów powierzchni. Czyste oznacza, że odsłonięte powierzchnie odlewnicze są dostatecznie czyste, aby zahamować, jeśli nie wyeliminować powstawanie chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra”. Fig. 9 do 11 ilustrują czyszczenie powierzchni odlewniczej dla odsłonięcia większości występów powierzchni zgodnie z wynalazkiem.

Energię wywieraną przez czyszczącą szczotkę 22 na powierzchnię odlewniczą 12A rolki odlewniczej 12 określa się poprzez pomiar nacisku szczotki 22 na powierzchnię odlewniczą 12A oraz pomiar szybkości obrotu szczotki 22 i szybkości odlewania. Wykonuje się to na przykład poprzez pomiar wydatku i/lub różnicy ciśnienia płynu hydraulicznego w silnikach hydraulicznych, które napędzają szczotki 22 czyszczące powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych. Wykonuje się to ręcznie lub za pomocą zautomatyzowanych urządzeń kontrolnych i jak opisano poniżej, zautomatyzowane urządzenia kontrolne stanowią najlepszy sposób rozwiązania w tym wynalazku.

Alternatywnie, sposób kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy ze stali węglowej obejmuje etapy, w których montuje się przeciwbieżnie obracane rolki odlewnicze 12 poprzecznie tworzące szczelinę 17 pomiędzy obwodowymi powierzchniami odlewniczymi 12A tych rolek 12, poprzez którą odlewa się metalową taśmę 19, i tworzy się basen odlewniczy 10 ciekłej stali węglowej o zawartości węgla poniżej 0,065% wagowych na powierzchniach odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 ponad szczeliną 17. Przy tym montuje się, stosując silniki hydrauliczne, obrotową szczotkę 22 obwodowe stykająca się z powierzchnią odlewniczą 12A każdej z rolek odlewniczych 12, przed zetknięciem z powierzchniami odlewniczymi 12A ciekłego metalu w basenie odlewniczym 10. Jednocześnie ustawia się żądany stopień

PL 208 248 B1 oczyszczenia powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 z większością odsłoniętych występów na powierzchniach odlewniczych 12A i zapewnia się zwilżony kontakt pomiędzy powierzchnią odlewniczą 12A i ciekłym metalem w basenie odlewniczym 10 poprzez kontrolowanie energii wywieranej przez obracające się szczotki 22 podczas procesu odlewania. W celu kontrolowania energii wywieranej przez obracające się szczotki 22 na powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 monitoruje się moment obrotowy silników hydraulicznych, z zastosowaniem pożądanego stopnia czyszczenia w odniesieniu do czystości większości występów powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 i dla zapewnienia zwilżonego kontaktu pomiędzy powierzchnią odlewniczą 12A i ciekł ym metalem w basenie odlewniczym 10.

Moment obrotowy silnika monitoruje się poprzez pomiar różnicy ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem płynu hydraulicznego poprzez silnik hydrauliczny. Alternatywnie, moment obrotowy silników hydraulicznych monitoruje się poprzez pomiar momentu obrotowego pomiędzy silnikiem hydraulicznym i płytą klinową lub podstawą silnika. Energię wywieraną przez obrotową szczotkę na rolkę odlewniczą kontroluje się poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki względem powierzchni odlewniczej rolki odlewniczej. W każdym przypadku monitorowanie momentu obrotowego silników hydraulicznych i z kolei energii wywieranej przez obracające się szczotki 22 na powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 można kontrolować ręcznie lub automatycznie, lecz automatyczne kontrolowanie stanowi najlepszy sposób wykonania tego wynalazku, jak opisano przykładowo poniżej.

Powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 mogą mieć wytłaczane występy, a w dodatku mogą posiadać losowe rozmieszczenie odrębnych występów.

W nastę pnym alternatywnym sposobie kontrolowania chropowatoś ci powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy wytwarza się czyste opaski odsłaniające większość występów powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych, 12 jako odniesienie dla kontrolowania nacisku wywieranego przez obracające się szczotki 22 na powierzchnie odlewnicze 12A rolek i kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę 22 oddziaływującą na rolki odlewnicze 12, z wykorzystaniem czystej opaski jako odniesienia dla oczyszczenia powierzchni odlewniczych 12.

Powierzchnie odlewnicze 12, których częścią są czyste opaski, są typowo wytłaczane. Powierzchnie odlewnicze 12A mają większość wystających części wspomnianych występów odsłoniętych do zetknięcia z ciekłym metalem basenu odlewniczego 10. Jednakże odsłonięte powierzchnie czystych opasek wciąż są małą częścią pola powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12. W zagłębieniach i innych dolnych miejscach czystych opasek wciąż znajduje się pozostałość materiału (w odróżnieniu od wzniesionych obszarów czystych opasek), i mogą one stanowić większość pola powierzchni. W tym przypadku, powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12 mogą być wytłaczane z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami, jak opisano i zastrzeżono w zgłoszeniu Nr 10/077,391 złożonym 15 lutego 2002 i opublikowanym 12 września 2002 jako US 2002-0124 990, co podano niniejszym dla informacji. W każdym razie, teraz również odsłonięta powierzchnia nie stanowi większości powierzchni odlewniczych 12A lub ich czystych opasek.

Jednakże znaczną część powierzchni odlewniczej 12A odsłania się przez czyszczenie powierzchni odlewniczych 12A, w wyniku, czego występuje zwilżanie powierzchni przez ciekły metal, gdy powierzchnia odlewnicza 12A obraca się do zetknięcia z basenem odlewniczym 10. Ponadto, czyszczenie znaczy tu, że te części powierzchni rolki odlewniczej 12, które są odsłonięte, czyli występy, są zasadniczo wolne od substancji, które zafałszowują lub utrudniają zwilżanie powierzchni odlewniczych przez ciekły metal i hamują użyteczny strumień cieplny od ciekłego metalu do powierzchni odlewniczych. Jednakże nie jest konieczne ani praktyczne oczyszczenie wszystkich odsłoniętych występów powierzchni. W tym przypadku, czyste oznacza, że odsłonięte powierzchnie odlewnicze są dostatecznie czyste, aby zahamować, jeśli nie wyeliminować, powstawanie chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra”, a fig. 9 i 11 przedstawiają czyszczenie powierzchni odlewniczych dla odsłonięcia większości występów powierzchni zgodnie z tym wynalazkiem.

Tak jak we wcześniejszym przykładzie, energię wywieraną przez szczotkę 22 na powierzchnię odlewniczą 12A rolki odlewniczej 12 określa się poprzez pomiar nacisku szczotki 22 na powierzchnię odlewniczą 12A oraz pomiar szybkości obrotu szczotki 22 i szybkości odlewania. Można to mierzyć i kontrolować poprzez przepływ płynu hydraulicznego przez silnik hydrauliczny nap ędzający obrotowo szczotkę 22 i z kolei przez szybkość obrotu szczotek 22 i/lub poprzez różnicę ciśnień płynu hydraulicznego w silnikach hydraulicznych napędzających szczotki 22, i z kolei poprzez moment obrotowy silników hydraulicznych i nacisk wywierany przez szczotki 22 na powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12.

PL 208 248 B1

W dalszym alternatywnym sposobie kontrolowania powstawania chropowatoś ci powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy ze stali węglowej czyści się powierzchnie odlewnicze 12A do odsłonięcia większości występów powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 i początkowo mierzy się strumień cieplny od ciekłego metalu do powierzchni odlewniczych 12A, a następnie mierzy się strumień cieplny w sposób ciągły od ciekłego metalu do powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 i kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę 22 na rolki odlewnicze 12 w oparciu o różnicę pomiędzy wspomnianym zmierzonym strumieniem cieplnym i początkowo zmierzonym strumieniem cieplnym pomiędzy ciekłym metalem i powierzchniami odlewniczymi 12A.

Ta alternatywa ma tę zaletę, że początkowo zmierzony strumień cieplny daje odniesienie dla czyszczenia powierzchni czyszczonych powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12, jak opisano powyżej, służąc jako odniesienie do czyszczenia podczas procesu odlewania. W ten sposób kontroluje się i utrzymuje podczas procesu odlewania efektywne czyszczenie powierzchni odlewniczych 12A. Z kolei czyszczenie powierzchni odlewniczych 12A można monitorować i kontrolować pośrednio, poprzez kontrolowanie energii wywieranej przez obrotową szczotkę 22 na rolki odlewnicze 12, w sposób ręczny lub automatyczny, jak opisano szczegółowo w przykładzie poniżej.

Energię obrotowej szczotki 22 opartej o rolkę odlewniczą 12 można z kolei kontrolować na podstawie szybkości odlewania, poprzez zmianę nacisku przyłożenia lub szybkości obrotów albo obu z nich, dla silnika elektrycznego, pneumatycznego lub hydraulicznego obracają cego szczotkę opartą o powierzchnią odlewniczą 12A. Energię obrotowej szczotki moż na mierzyć poprzez pomiar momentu obrotowego obracającego się silnika. Strumień cieplny pomiędzy ciekłym metalem i powierzchniami odlewniczymi 12A rolek odlewniczych 12 można mierzyć początkowo oraz 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 12 pomiędzy wlotem i wylotem, jak opisano w patentach US Nr 6,588,493 i 6,755,234. Wciąż rozumie się, że strumień cieplny moż na mierzyć dowolnym dostępnym sposobem. W każ dym przypadku poprzez monitorowanie strumienia cieplnego i obliczanie róż nicy wzglę dem początkowo zmierzonego strumienia cieplnego można automatycznie kontrolować energię wywieraną przez szczotkę 22 na powierzchnię odlewniczą 12A za pomocą układu sterowania, który odbiera sygnały elektryczne z monitora odpowiadające zmierzonemu strumieniowi cieplnemu i kontroluje energię wywieraną przez szczotkę 22 na rolkę odlewniczą 12, na podstawie różnicy strumienia cieplnego względem początkowo zmierzonego strumienia cielnego.

Dodatkowo, sposób kontrolowania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy może obejmować etap, w którym kontroluje się ciśnienie gazu wydmuchiwanego poprzez kanały na powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych 12 w oparciu o różnicę pomiędzy wspomnianym mierzonym strumieniem cieplnym i początkowo zmierzonym strumieniem cieplnym pomiędzy ciekłym metalem i powierzchniami odlewniczymi 12A, w celu pomocy przy kontrolowaniu powstawania chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy 19.

Stal węglowa stosowana w sposobie według wynalazku zawiera poniżej 0,065% wagowych węgla, poniżej 10,0% krzemu, poniżej 0,5% chromu, poniżej 2,0% magnezu, poniżej 0,5% niklu, poniżej 0,25% molibdenu i poniżej 1,0% glinu wraz z takimi innymi pierwiastkami jak siarka, tlen i fosfor, które normalnie występują przy wytwarzaniu stali węglowej w piecu elektrycznym łukowym. W omawianych sposobach można zastosować stal węglową o zawartości węgla w zakresie 0,001% wagowych do 0,1% wagowych, zawartości magnezu w zakresie 0,01% wagowych do 2,0% wagowych i zawartoś ci krzemu w zakresie 0,01% wagowych do 10,0 wagowych. Zawartość glinu w tej stali moż e wynosić 0,01% wagowych lub mniej. Zawartość glinu może przykładowo wynosić tylko 0,008% wagowych lub mniej. Ciekła stal może być stalą uspokojoną krzemem/magnezem.

P r z y k ł a d y

Przykłady wykonania są opisane w odniesieniu do dwurolkowego urządzenia do odlewania na fig. 4 do 8. Zilustrowane dwurolkowe urządzenie do odlewania zawiera główny korpus maszyny 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 ogniotrwałą osłonę wylotu kadzi 14 do kadzi pośredniej 15, i stąd poprzez wylew doprowadzenia metalu 16 (zwany również wylewem rdzeniowym) pomiędzy rolki odlewnicze 12 ponad szczeliną 17. Tak dostarczony gorący metal

PL 208 248 B1 tworzy basen odlewniczy ciekłego metalu 10 ponad szczeliną, ograniczony powierzchniami odlewniczymi 12A. Basen odlewniczy jest zamknięty w końcach rolek przez parę zamknięć bocznych lub płyt zapór bocznych 18, które są utrzymywane na schodkowych końcach rolek odlewniczych 12 przez parę zespołów siłowników hydraulicznych (nie pokazano). Górna powierzchnia basenu 10 (generalnie nazywana poziomem „menisku”) wznosi się powyżej dolnego końca wylewu doprowadzenia 16, w wyniku, czego dolny koniec wylewu doprowadzenia zanurza się wewną trz basenu.

Rolki odlewnicze 12 są chłodzone wodą, w wyniku, czego powłoki krzepną na powierzchniach odlewniczych 12A, gdy powierzchnie odlewnicze wchodzą w kontakt z basenem odlewniczym 10. Powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych są wytłaczane z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami, jak opisano i zastrzeżono w zgłoszeniu 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, dla wytworzenia cienkiej odlanej taśmy wyrobu 19 w szczelinie między rolkami odlewniczymi 17. Cienki odlany wyrób 19 jest podawany, typowo z dalszym przetwarzaniem, do standardowej zwijarki (nie pokazano).

Zilustrowane dwurolkowe urządzenie do odlewania jak dotychczas opisane jest urządzeniem w rodzaju zilustrowanym i opisanym w pewnych szczegółach w naszym australijskim patencie 631728 i w naszym patencie US 5,184,668, które przytoczono niniejszym dla informacji. W patentach tych można zapoznać się z odpowiednimi szczegółami konstrukcyjnymi, które nie stanowią części obecnego wynalazku.

Para szczotek ogólnie oznaczonych 21 jest umieszczona w sąsiedztwie pary rolek odlewniczych, przez co można je sprowadzić do zetknięcia z powierzchniami odlewniczymi 12A rolek odlewniczych 12 po przeciwnych stronach szczeliny 17, zanim nastąpi zetknięcie rolek odlewniczych z basenem odlewniczym ciekłego metalu 10.

Każde urządzenie szczotkowe 21 jest utworzone przez ramę szczotki 20, która utrzymuje główną szczotkę czyszczącą 22 dla czyszczenia powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12 podczas procesu odlewania i opcjonalnie, oddzielną szczotkę wymiatacza 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 rolki odlewniczej 12A każdej rolki odlewniczej 12. Rama 20 może być utworzona przez 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, umożliwiające dosuwanie i odsuwanie ramy 20 względem jednej z rolek odlewniczych 12, i tym samym przemieszczające główną szczotkę 22 zamontowaną na ramie 20, w wyniku zadziałania siłownika głównej szczotki 28. Szczotka wymiatacza 23, jeśli zastosowana, jest zamontowana na ramie 20 do niezależnego przemieszczenia względem głównej szczotki 22 w wyniku zadziałania siłownika szczotki wymiatacza 28A, z położenia wycofanego do położenia roboczego w zetknięciu z powierzchniami odlewniczymi 12A rolek odlewniczych 12, w wyniku, czego powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych są szczotkowane przez szczotkę wymiatacza 23, przez główną szczotkę 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 jest utrzymywane na określonym poziomie, i z kolei jest kontrolowane powstawanie chropowatości typu „krokodyla skóra” na cienkiej odlewanej taśmie. Energia wywierana przez szczotkę na powierzchnię odlewniczą 12A jest kontrolowana poprzez nacisk szczotki na rolki odlewnicze lub prędkość obrotową szczotki czyszczącej 22 bądź obie z nich, w oparciu o pomiar strumienia cieplnego od ciekłego metalu w basenie odlewniczym 10 do powierzchni odlewniczych 12A rolek odlewniczych 12. Nacisk i prędkość obrotowa są zmieniane podczas procesu odlewania zgodnie z szybkoś cią odlewania. Regulacja jest wykonywana ręcznie lub automatycznie, jak opisano dla tego wynalazku.

Sposób ten wykonuje się poprzez kontrolowanie energii wywieranej przez obrotową szczotkę 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 rolek odlewniczych 12 oraz pomiar początkowego strumienia cieplnego pomiędzy ciekłym metalem i rolkami odlewniczymi. Następnie strumień cieplny mierzy się w sposób ciągły w czasie rzeczywistym podczas procesu odlewania i następnie różnicę pomiędzy strumieniem cieplnym w czasie rzeczywistym i początkowym strumieniem cieplnym, dla kontrolowania

PL 208 248 B1 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 pomiędzy wlotem i wylotem, jak opisano w patentach US Nr 6,588,493 i 6,755,234. Wciąż rozumie się, że strumień cieplny można mierzyć dowolnym dostępnym sposobem.

Początkowo zmierzony strumień cieplny odnosi się do żądanego stopnia oczyszczenia powierzchni rolek odlewniczych 12A, 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 powierzchnie odlewnicze 12A, w wyniku, czego kontroluje się czyszczenie powierzchni rolek odlewniczych 12A, i z kolei powstawanie chropowatości typu „krokodyla skóra” na powierzchni odlewanej taśmy.

W celu zautomatyzowania tego sposobu dostarcza się ukł ad sterowania (niepokazany) reagujący na czujniki pomiarowe monitorujące strumień cieplny, obliczający różnicę strumienia cieplnego względem zmierzonego początkowego strumienia cieplnego i kontrolujący energię wywieraną przez szczotkę na powierzchnię odlewniczą, w oparciu o różnicę strumienia cieplnego względem zmierzonego początkowego strumienia cieplnego. Szczotkę czyszcząca 22 i główną szczotkę czyszczącą wykonuje się w postaci beczkowej szczotki cylindrycznej, posiadającej centralny korpus 45 utrzymywany na wale 34 i cylindryczny baldachim drucianego włosia 46. Wał 34 montuje się obrotowo w łożyskach 47 w płytach bocznych 42 ramy 20, a hydrauliczny, pneumatyczny lub elektryczny silnik napędowy 45 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 22A rolki odlewniczej 12. Choć główną szczotkę 22 pokazano jako beczkową szczotkę cylindryczną należy rozumieć, że szczotka ta może przyjmować inne formy, jak na przykład podłużnej szczotki prostokątnej opisanej w patencie US 5,307,861, obrotowego urządzenia czyszczącego opisanego w 5,575,327 lub wychylnej szczotki według australijskiego opisu patentowego P07602. Precyzyjna postać głównej szczotki nie jest istotna dla obecnego wynalazku. Istotne jest, aby energia wywierana przez szczotkę czyszczącą na powierzchnie odlewnicze była sterowalna, przez co będzie sterowalne czyszczenie odsłoniętej powierzchni odlewniczej rolek odlewniczych 12 w procesie odlewania i z kolei sterowalne będzie tworzenie się chropowatości powierzchni odlewanej taśmy 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 obrotu obrotowej szczotki mierzy się poprzez 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 przepływającego poprzez silniki hydrauliczne. Alternatywnie, moment obrotowy silnika hydraulicznego, elektrycznego lub pneumatycznego monitoruje się poprzez pomiar momentu obrotowego za pomocą czujnika tensometrycznego, przetwornika pomiarowego lub innego urządzenia pomiędzy silnikiem hydraulicznym 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 kierunku obrotów rolki odlewniczej, główna szczotka 22 jest zwykle napędzana w tym samym kierunku, 33 co rolki odlewnicze, jak pokazano strzałką 36 na fig. 5. Uwaga oznacza, że powierzchnia odlewnicza 12A porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu włosia szczotki 22 opartej o powierzchnię odlewniczą rolki odlewniczej.

Jeśli jest zastosowana, oddzielna szczotka wymiatacza 23 pracująca obwodowe w najlepszym układzie tego wynalazku, może mieć kształt beczkowej szczotki cylindrycznej zamontowanej na ramie 20, w celu przemieszczania się na ramie do połączenia z powierzchniami odlewniczymi 12A rolki odlewniczej 12 lub wycofania od powierzchni odlewniczej poprzez zadziałanie siłownika szczotki wymiatacza 28A, niezależnie od połączenia głównej szczotki 22 z powierzchniami odlewniczymi 12A rolki odlewniczej 12. Umożliwia to poruszanie szczotki wymiatacza 23 niezależnie od głównej szczotki 22 i wysunięcie do działania tylko podczas rozruchu i zakończenia cyklu odlewania oraz wycofanie podczas normalnego odlewania, jak opisano poniżej. Szczotkę wymiatacza 23 napędza się obrotowo

PL 208 248 B1 w tandemie lub niezależ nie od głównej szczotki 22. Szczotkę wymiatacza 23 napędza się również w tym samym kierunku, co powierzchnie odlewnicze 12A rolek odlewniczych 12, z szybkością różn ą 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 w poprzek powierzchni odlewniczych 12A i nie rysują powierzchni odlewniczej 12A, gdzie szczotka wymiatacza 23 styka się z powierzchniami odlewniczymi 12A, poruszając się w kierunku przeciwnym do ruchu powierzchni odlewniczej.

Jeśli jest zastosowana, szczotka wymiatacza 23 może mieć centralny korpus 24 utrzymywany na wale 25 i cylindryczny baldachim drucianego włosia 26. Wał szczotki 25 montuje się obrotowo w konstrukcji montaż owej szczotki 27, która przesuwa się w ty ł i w przód za pomocą sił owników hydraulicznych szybkiego działania 28, dla wysunięcia szczotki 23 do wewnątrz do rolki odlewniczej 12 lub wycofania jej od rolki odlewniczej 12. Konstrukcja montażowa szczotki 27 może mieć postać szerokiego jarzma z bocznymi skrzydłami 30, na których jest obrotowo zamontowany wał szczotki 25 w łożyskach 31. Szczotka 23, konstrukcja montażowa szczotki 27 i siłownik 28 są umieszczone na ramie głównej 20 urządzenia szczotkującego 21, w wyniku, czego szczotka wymiatacza 23 jest zawsze poprawnie ustawiona z wyprzedzeniem czyszczącej głównej szczotki 22. Na konstrukcji 27 jest również umieszczone podłużne ostrze skrobaka 29, na szerokości beczkowej szczotki 23 i wystaje do baldachimu drucianego włosia 26. Ostrze 29 jest wykonane z hartowanej stali i ma ostrą przednią krawędź.

Szczotka wymiatacza 23 jest obracana wyłącznie poprzez cierne połączenie pomiędzy baldachimem 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, szczotka wymiatacza 23, jeśli jest zastosowana, jest napędzana silnikiem pneumatycznym, elektrycznym lub hydraulicznym 48, jak pokazano na fig. 8.

W układzie pokazanym na fig. 4 szczotka wymiatacza 23 jest wewnętrznie dosunięta do rolki odlewniczej 12 poprzez zespoły siłowników 28, przez co jest obracana w ciernym połączeniu pomiędzy baldachimem włosia 26 i powierzchnią rolki, w wyniku czego jest poruszana w przeciwnym kierunku obrotów (tak samo obwodowe) na powierzchni odlewniczej 12A w regionie swego połączenia z powierzchnią odlewniczą , jak pokazują strzałki 32, 33 na fig. 5. Obracanie szczotki wymiatacza 23 może być opóźnione przez połączenie z ostrzem skrobaka 29, w wyniku czego szczotka wymiatacza 23 jest napędzana z mniejszą prędkością obwodową niż rolka odlewnicza 12. Szybkość względna pomiędzy tą rolką i beczkową szczotką 23 może spowodować skuteczne działanie czyszczące i zapewnić ciągłą zmianę włosia łączącego się z rolką odlewniczą. Ostrze skrobaka 29 również skutecznie czyści szczotkę wymiatacza 23 z materiału zanieczyszczającego zmiatanego z powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12, w wyniku, czego na powierzchni rolki odlewniczej 12 ciągle występuje czyste włosie. Można zastosować silnik napędowy 48 szczotki wymiatacza jak pokazano na fig. 8, w wyniku, czego szczotka wymiatacza 23 bę dzie napędzana w sposób wymuszony ze stałą szybkością, niezależną od szybkości rolki odlewniczej 12. Będzie ona generalnie napędzana w taki sposób, że jej włosie będzie poruszać się w tym samym kierunku obrotów, co powierzchnia rolki 12, lecz z inną (wyższą lub niższą) prędkością. Prędkość obrotowa szczotki wymiatacza 23 może być zmieniana, dla optymalizacji różnicy prędkości.

Szczotka wymiatacza 23 jest wysuwana do zetknięcia z powierzchniami odlewniczymi 12A rolki odlewniczej 12 przed rozpoczęciem odlewania i jest odsuwana od powierzchni odlewniczych po stabilizacji warunków odlewania. Szczotka ta jest przestawiana z powrotem do połączenia z powierzchniami odlewniczymi tuż przed zakończeniem odlewania. Punkt, w którym stabilizują się warunki odlewania i szczotka wymiatacza 23 odłącza się od powierzchni odlewniczych, zwykle występuje w przybliżeniu wtedy, gdy zostanie osiągnięta wartość zadana dla poziomu basenu 10 ciekłego metalu, a punkt, w którym szczotka wymiatacza 23 ponownie łączy się zwykle występuje w przybliżeniu wtedy, gdy zbliża się punkt dolnej wartości zadanej dla basenu 10, gdy zbliża się koniec cyklu odlewania. Szczotka wymiatacza 23 zapobiega uszkodzeniu głównej szczotki 22 i powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej 12, poprzez odprowadzenia odpadów wytwarzanych na początku i w pobliżu zakończenia cyklu odlewania.

Jeśli przy wykonywaniu tego sposobu mają być używane czyste opaski, przed procesem odlewania każdą z rolek odlewniczych 12 przygotowuje się z czystą opaską (nie pokazano), przed odlewaniem w każdym końcu rolki odlewniczej. Wykonuje się to poprzez zaznaczenie kredą lub kamieniem mydlanym powierzchni odlewniczej 12A rolki odlewniczej, poprzez obracanie rolek odlewniczych dla wykonania znaku wzdłuż powierzchni obwodowej. Znak wykonany kredą lub kamieniem mydlanym

PL 208 248 B1 umieszcza się w każdym końcu rolki odlewniczej 12 dla zapewnienia, aby wieniec zimnej rolki maszynowej nie został narażony przez wytworzenie czystych opasek na rolce odlewniczej 12. W jednym przykładzie wykonania czysta opaska jest umieszczona w odległości około 8 cali od każdego końca rolki odlewniczej, 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 zewnę trznym, gdzie zetknięcie szczotki z powierzchniami rolek odlewniczych 12A ulega zmniejszeniu. Czysta opaska jest czystym polem utworzonym przez zetknięcie szczotki 22 z powierzchnią odlewniczą 12A, nie wliczając pierzastych części. Podczas następnego procesu odlewania czysta opaska (opaski) tworzy odniesienie dla energii wywieranej przez główną szczotkę 22 na powierzchnie rolek odlewniczych 12, dla utrzymania powierzchni rolek odlewniczych w czystości, zgodnie z obecnym wynalazkiem. Jest to szczególnie użyteczna alternatywna, gdy energia obrotowej szczotki wywierana na rolki odlewnicze podczas procesu odlewania jest kontrolowana przez operatora obserwującego powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych.

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 nie są nieskazitelnie czyste. Występują tu pozostałości w dolnych obszarach i zakątkach powierzchni odlewniczej, i nie wszystkie nawet odsłonięte występy powierzchni rolki odlewniczej są efektywnie czyste. Jednakże, nawet znaczna liczba występów jest widoczna z odsłoniętymi powierzchniami, jak pokazano, i jest wystarczają co oczyszczona dla zapobieżenia lub wyeliminowania chropowatości powierzchni typu krokodyla skóra podczas odlewnia. Poprzez czyszczenie obracającymi się szczotkami powierzchni rolek odlewniczych jak pokazano na fig. 9-11 powierzchnie rolek odlewniczych 12A łatwo zwilża się ciekłym metalem w basenie odlewniczym 10 i strumień cieplny może być skutecznie przekazywany z ciekłego metalu na rolki odlewnicze, gdy powierzchnie odlewnicze stykają się z basenem odlewniczym, 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” poniżej ciekłego wytopu i powierzchnie odlewnicze nie są odsłonięte, w wyniku czego występuje użyteczny strumień cieplny od ciekłego metalu do powierzchni rolek odlewniczych zgodnie z obecnym wynalazkiem.

Stwierdzono również, że skuteczność czyszczenia wymaga utrzymania zależności pomiędzy prędkością obrotową szczotki czyszczącej, szczotki wymiatacza 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. 15 przedstawiono kontrolowanie energii wywieranej przez szczotki na powierzchnię odlewniczą w celu kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra”, które można wykonywać poprzez ręczne kontrolowanie przepływu płynu hydraulicznego poprzez silniki hydrauliczne i kontrolowanie różnicy ciśnień płynu hydraulicznego na silnikach hydraulicznych. Na fig. 15 przedstawiono przebieg oznaczony 2499 dla dwóch kadzi. W górnej części fig. 15 przedstawiono przepływ płynu hydraulicznego przez dwa silniki hydrauliczne wyrażony w galonach/minutę, przy sprzężeniu zwrotnym z przepływomierzem, a w dolnej fig. 15 przedstawiono różnicę ciśnienia hydraulicznego na silnikach hydraulicznych, wyrażoną w paskalach. Jak pokazano, energia wywierana przez szczotki na powierzchnie odlewnicze była utrzymywana w zakresie tolerancji dla przebiegu z dwoma kadziami, choć wskutek prędkości obrotowej szczotek i ciśnienia hydraulicznego silników wystąpiła tendencja spadkowa pod koniec przebiegu, z tolerancją.

Na fig. 16 przedstawiono kontrolowanie energii wywieranej przez szczotki na powierzchnię odlewniczą w celu kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra”, które można wykonywać poprzez automatyczne kontrolowanie przepływu płynu hydraulicznego poprzez silniki hydrauliczne i pomiar różnicy ciśnień płynu hydraulicznego na silnikach hydraulicznych. Na fig. 16 przedstawiono przebieg oznaczony 256 dla dwóch kadzi. W górnej części fig. 16 przedstawiono przepływ płynu hydraulicznego przez dwa silniki hydrauliczne wyrażony w galonach/minutę, przy sprzężeniu zwrotnym z przepływomierzem, a w dolnej fig. 16 przedstawiono różnicę ciśnienia hydraulicznego na

PL 208 248 B1 dwóch silnikach hydraulicznych, wyrażoną w paskalach. Jak pokazano, energia wywierana przez szczotki na powierzchnie odlewnicze była utrzymywana bardzo równomiernie dla przebiegu z dwoma kadziami z automatycznym sterowaniem, i w przeciwieństwie do fig. 15, w zakresie węższych tolerancji niż przy ręcznym kontrolowaniu energii wywieranej przez szczotki na rolki odlewnicze.

Alternatywnie, moment obrotowy silnika napędzającego szczotki czyszczące 22 i z kolei energię wywieraną przez szczotki czyszczące 22 na odnośną powierzchnię rolek odlewniczych 12 można mierzyć za pomocą czujników tensometrycznych, przetworników pomiarowych lub innego urządzenia umieszczonego w pobliżu konstrukcji montażowej szczotki czyszczącej lub obsad łożysk 47, dla pomiaru momentu obrotowego wywieranego szczotkę czyszczącą 22 na powierzchnie odlewnicze rolek odlewniczych.

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. Można wprowadzić wiele modyfikacji obecnego wynalazku jak opisano powyżej, bez odstępstwa od ducha i zakresu tego wynalazku.

Claims

1. Sposób kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy ze stali węglowej, w którym pomiędzy 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 o zawartości węgla poniżej 0,065% wagowych, 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), znamienny tym, że oczyszcza się w żądanym stopniu powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych odsłaniając większość występów na powierzchniach odlewniczych (12A) i utrzymuje się zwilżony kontakt pomiędzy powierzchniami odlewniczymi (12A) i ciekłym metalem w basenie odlewniczym (10), przy czym oczyszczanie dokonuje się za pomocą obrotowej szczotki (22), która jest zamontowana na obwodzie powierzchni odlewniczej (12A) każdej z rolek odlewniczych (12) i styka się z nią przed kontaktem powierzchni odlewniczych (12A) z ciekłym metalem w basenie odlewniczym (10), a zwilż ony kontakt pomię dzy powierzchniami odlewniczymi (12A) i ciekłym metalem w basenie odlewniczym (10) zapewnia się poprzez kontrolowanie energii wywieranej przez obracające się szczotki (22) podczas procesu odlewania, przy czym energię wywieraną przez obracające się szczotki (22) na powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych (12) kontroluje się stosując pożądany stopień czystości jako odniesienie do odsłonięcia większości występów powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12) i utrzymywania zwilżonego kontaktu pomiędzy powierzchnią odlewniczą (12A) oraz ciekłym metalem w basenie odlewniczym (10).

2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że stosuje się rolki odlewnicze (12) z wytłoczonymi powierzchniami odlewniczymi (12A) z występami.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę przyłożonego nacisku szczotki (22) do powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontroluje się energię obrotowej szczotki (22) wywieraną na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę nacisku wywieranego przez tę szczotkę (22) na powierzchnię odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12) i zmianę szybkości obrotu szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się rolki odlewnicze (12) z wytłoczonymi powierzchniami odlewniczymi (12A) z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami.

PL 208 248 B1

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że energię kontroluje się automatycznie za pomocą zautomatyzowanych urządzeń kontrolnych podczas procesu odlewania.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obrotowe szczotki (22) montuje się z zastosowaniem silników hydraulicznych i kontroluje się energię wywieraną przez obracające się szczotki (22) na powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych (12) poprzez monitorowanie momentu obrotowego silników hydraulicznych, z zastosowaniem żądanego stopnia czystości, jako odniesienia.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że monitoruje się moment obrotowy silników hydraulicznych poprzez pomiar różnicy ciśnień płynu hydraulicznego pomiędzy wlotem i wylotem w silnikach hydraulicznych.

10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że monitoruje się moment obrotowy silników hydraulicznych poprzez pomiar momentu obrotowego pomiędzy silnikiem hydraulicznym i płytą klinową lub podstawą silnika.

11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się rolki odlewnicze (12) z wytłoczonymi powierzchniami odlewniczymi (12A) z występami.

12. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

13. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się rolki odlewnicze (12) z wytłoczonymi powierzchniami odlewniczymi (12A) z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami.

14. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że energię kontroluje się automatycznie za pomocą zautomatyzowanych urządzeń kontrolnych podczas procesu odlewania.

15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oczyszcza się w żądanym stopniu powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych odsłaniając większość występów na powierzchniach odlewniczych (12A) poprzez wytwarzanie, co najmniej jednej czystej opaski z odsłoniętą większością występów na powierzchniach odlewniczych (12A) jako odniesienie do kontrolowania nacisku wywieranego przez obracające się szczotki (22) na powierzchnie odlewnicze (12A) rolek odlewniczych (12) i kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na rolki odlewnicze (12) z wykorzystaniem czystej opaski jako odniesienia.

16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że wykonuje się czystą opaskę na rolce odlewniczej (12) w sąsiedztwie każdego końca rolki odlewniczej (12).

17. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że stosuje się rolki odlewnicze (12) z wytłoczonymi powierzchniami odlewniczymi (12A) z losowo rozmieszczonymi odrębnymi występami.

18. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę przyłożonego nacisku szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

19. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

20. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że kontroluje się energię obrotowej szczotki (22) wywieraną na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę nacisku wywieranego przez tę szczotkę (22) na powierzchnię odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12) i zmianę szybkości obrotu szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

21. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że kontroluje się energię automatycznie za pomocą zautomatyzowanych urządzeń kontrolnych podczas procesu odlewania.

22. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mierzy się w sposób ciągły strumień cieplny od ciekłego metalu do powierzchni odlewniczych (12A) rolek odlewniczych (12) i kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na powierzchnię odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12) w oparciu o róż nicę pomię dzy zmierzonym strumieniem cieplnym i począ tkowo zmierzonym strumieniem cieplnym pomiędzy ciekłym metalem i powierzchnią odlewniczą (12A).

23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

24. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że kontroluje się energię wywieraną przez obrotową szczotkę (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę szybkości obrotu szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

PL 208 248 B1

25. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że kontroluje się energię obrotowej szczotki (22) wywieraną na rolkę odlewniczą (12) poprzez zmianę przyłożonego nacisku wywieranego przez tę szczotkę (22) na powierzchnię odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12) i zmienia się szybkość obrotu szczotki (22) względem powierzchni odlewniczej (12A) rolki odlewniczej (12).

26. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że mierzy się energię wywieraną przez obrotową szczotką (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez pomiar momentu obrotowego silnika obracającego tę szczotkę (22).

27. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że mierzy się nacisk wywierany przez obrotową szczotkę (22) na rolkę odlewniczą (12) poprzez pomiar momentu obrotowego silnika obracającego tę szczotkę (22).

28. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że mierzy się szybkość obrotową obrotowej szczotki (22) względem rolki odlewniczej (12) poprzez pomiar momentu obrotowego silnika obracającego tę szczotkę (22).

29. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że mierzy się nacisk i szybkość obrotową obrotowej szczotki (22) względem rolki odlewniczej (12) poprzez pomiar momentu obrotowego silnika obracającego tę szczotkę.

30. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że kontroluje się energię automatycznie za pomocą zautomatyzowanych urządzeń kontrolnych podczas procesu odlewania.

31. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że kontroluje się ciśnienie gazu nadmuchiwanego na powierzchnię odlewniczą (12A) rolki odlewniczej (12) w oparciu o różnicę pomiędzy wspomnianym zmierzonym strumieniem cieplnym i początkowo zmierzonym strumieniem cieplnym pomiędzy ciekłym metalem i powierzchniami odlewniczymi (12A) dla wspomagania kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy.