Bandgiessmaschine zur Erzeugung eines Metallbandes
Die Erfindung betrifft eine Bandgiessmaschine zur Erzeugung eines Metallbandes, mit zwei nebeneinander angeordneten, einen Giessspalt bildenden GiessroUen, welche stirnseitig mit Seitenabdichtungen versehen sind, auf einem Maschinenständer drehbar gelagert und von wenigstens einem Motor angetrieben sind, wobei sowohl die zwischen diesen GiessroUen und den Seitenabdichtungen durch wenigstens ein Giessrohr oder dergleichen einfüllbare Metallschmelze als auch das unten zwischen diesen GiessroUen durch den gebildeten Giessspalt austretende Metallband von einem Schutzgas abgedichtet ist.
Bei einer gattungsmässigen Bandgiessmaschine gemäss der Druckschrift WO- A-97/34718 sind die horizontal angeordneten GiessroUen in einem diese tragenden Maschinenrahmen gelagert, auf welchem ein Verteilergefäss steht. Für die Abdichtung der Metallbadoberfläche ist eine annähernd parallel über dem Bad befindliche Platte vorgesehen, die bei den GiessroUen abdichtet. Unterhalb der GiessroUen sind an den Maschinenrahmen anschliessende separate Wandteile und ein an diese angrenzender mehrteiliger Kasten angeordnet, aus dem das Band austritt. Nachteilig bei dieser Bandgiessmaschine ist die relativ aufwendige Konstruktion für die Abdichtung des Metallbades bzw. des erzeugten Metallbandes.
Bei einer weiteren bekannten Zweirolien-Bandgiessmaschine nach der Druckschrift EP-A-0 780 177 ist für die Abdichtung des unten zwischen den Giessrol- len austretenden verfestigten Metallbandes ein kastenförmiger Behälter vorgesehen, der sich mit seiner Wandung bis an den unteren Aussenmantel der jeweiligen Giessrolle erstreckt, und durch ein Dichtelement eine Abdichtung erzeugt ist. Eine solche Abdichtung ist jedoch sowohl konstruktiv als auch in be- zug auf die Wartung relativ aufwendig und bedingt eine unerwünschte Berührung des Dichtelementes mit der sich drehenden Giessrolle. Bei entstehenden
Undichtheiten besteht die Gefahr, dass bei dem Metallband eine dessen Qualität mindernde Zunderbildung entsteht.
In der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 62-77 151 A wird eine Zwei- rollen-Bandgiessmaschine beschrieben, bei der das Verteilergefäß (Tundish) mit Tauchrohr, die Gießrollen und die Kühleinrichtung für das gegossene Band von einem gemeinsamen Gehäuse umgeben sind. Um einer Oxidation der Metallschmelze und des Metallbandes vorzubeugen, wird das Gehäuse zunächst evakuiert und anschließend bspw. mit Argon inertisiert. Ein weiteres auf gleiche Weise inertisiertes Längsgehäuse ist unterhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet. Wegen des außerordentlich großen Volumens des gemeinsamen Gehäuses ist dessen Evakuierung zeitlich zu aufwendig und die Befüllung mit einem Inertgas zu teuer. Beides lässt einen wirtschaftlichen Giessbetrieb und kurze Wartungszeiten zwischen den Giesssequenzen nicht zu.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 3-291135 zeigt ebenfalls ein gemeinsames voluminöses Gehäuse für die Gießrollen und das Verteilergefäß (Tundish) mit Tauchrohr. Die Problematik eines solchen großen Gehäuses bei Evakuierung und Inertisierung ist zuvor bei der Zweirollen-Bandgiessmaschine gemäß JP 62-77 151 A beschrieben worden. Zur Abdichtung des Gehäuses gegenüber einer unteren außen liegenden Kühleinrichtung für das gegossene Band ist eine Gasabdichtung gewählt worden bestehend aus im Bereich der unteren Gehäuseöffnung angeordneten Blas- und Saugdüsen. Die das Abdichtungsgas gegen das Metallband blasenden Düsen sind innerhalb des Gehäuses angeordnet, die das Abdichtungsgas absaugenden Düsen sind außerhalb des Gehäuses angeordnet. Maßnahmen zur wirtschaftlichen Evakuierung und schnellen Inertisierung des Giessrollengehäuses sind nicht erwähnt.
Das Dokument WO 94/02269 befasst sich mit der Abdichtung des mit schmelzflüssigem Metall befüllten Giessraumes zwischen zwei GiessroUen einer Bandgiessmaschine. Hierzu sind zwei Abdichtungskammern vorgesehen. Die eine mit Argon beaufschlagte Kammer umfasst den Giessraum, die andere mit Luft
oder Inertgas beaufschlagte Kammer umgibt die innere Argon-Kammer und dichtet gegenüber der umgebenden Atmosphäre ab. Sowohl die Argon-Kammer als auch die Luft-Kammer haben Kammerwände mit Dichtleisten, die auf der Mantelfläche der Gießrollen aufliegen. Die Argon-Kammer weist einen Druck auf, der gleich oder geringfügig höher ist als der Druck in der Luft-Kammer, so dass die Inertgas-Atmosphäre in der Argon-Kammer auch bei möglichen Undichtigkeiten aufrecht erhalten bleibt. Der äußere Rahmen der Luft-Kammer weist weitere Dichtleisten auf, die unten an dem Boden des Verteilergefäßes anliegen. Hierdurch soll eine Inertisierung der fließenden Metallschmelze vom Tundish bis in den Gießraum der Gießrollen erzielt werden. Dieses Dichtungssystem ist wegen der auf die Mäntel der Gießrollen aufgesetzten Dichtleisten verschleissanfällig und birgt die Gefahr in sich, dass bspw. die Argon-Kammer hohe Leckagen zur umgebenden Luft-Kammer abgibt, die Inertisierung des Gießraumes gefährdet ist und die Qualität des gegossenen Bandes gemindert wird. Darüber hinaus ist der Leckage-Verlust des teuren Argons wirtschaftlich nicht hinzunehmen.
Der vorliegenden Erfindung wurde demgegenüber die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Bandgiessmaschine nach der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mit der eine einwandfreie Abdichtung gegenüber der Umgebungsluft sowohl des Metallbades bzw. des erzeugten Metallbandes als auch der Giessrol- len und ferner eine vereinfachte Bedienung und Instandstellung der Maschine ermöglicht wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die GiessroUen mit dem Maschinenständer und den Seitenabdichtungen rundum von einem verschliessbaren, gegebenenfalls mehrteiligen Gehäuse umgeben sind, welches auf seiner Oberseite eine jeweilige Öffnung für das sich zwischen die Giessrol- len erstreckende Giessrohr oder dergleichen und auf der Unterseite eine Öffnung für das austretende Metallband aufweist, wobei diese Öffnungen abgedichtet sind und das Gehäuse in seinem Innern während des Giessens mit einem Schutzgas, vorzugsweise einem Inertgas, gefüllt ist.
Mit dieser erfindungsgemässen Auslegung der Bandgiessmaschine lässt sich eine definierte Umgebung der GiessroUen, eine optimale Abdichtung sowohl des Metallbades als auch des unten aus den GiessroUen austretenden Metallbandes erzielen. Hierbei können die GiessroUen und die Seitenabdichtungen aber trotzdem für die Instandstellung und Wartung schnell und einfach zugänglich gemacht werden, wodurch die Betriebsleistung dieser Maschine gesteigert werden kann.
Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung ist das verschliessbare Gehäuse auf der Oberseite mit wenigstens einer wegnehmbaren annähernd horizontal liegenden Tür versehen, welche im verschlossenen Zustand unmittelbar über den GiessroUen befindlich sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig.1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe
Bandgiessmaschine,
Fig.2 eine schematische Draufsicht der Bandgiessmaschine nach Fig.1 mit im Schnitt dargestelltem Gehäuse,
Fig.3 einen Teilschnitt des Gehäuses auf der Oberseite einer Giessrolle der Bandgiessmaschine nach Fig. 1 ,
Fig.4 einen Teilschnitt einer Alternative des Gehäuses bei der Öffnung für das austretende Metallband,
Fig.5 einen Teilschnitt einer weiteren Alternative des Gehäuses bei der
Öffnung für das austretende Metallband, und
Fig.6 einen Teilschnitt einer weiteren Variante des Gehäuses bei der
Öffnung für das austretende Metallband.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Bandgiessmaschine 20 eines in einem kontinuierlichen Giessverfahren erzeugbaren Metallbandes 15, insbesondere eines Stahlbandes. Diese Bandgiessmaschine 20 steht auf einer Bühne 12 und wird von einem über ihr stehenden Verteilergefäss 18 mit Metallschmelze 16 versorgt, wie dies bei an sich herkömmlichen Stranggiessanlagen bekannt ist. Zweckmässigerweise weist das Verteilergefäss 18 eine mit einem Stopfen 19 oder dergleichen verschliessbare Ausgussöffnung 17 mit einem zwischen die GiessroUen 22, 24 sich erstreckenden Giessrohr 13 auf, durch welches die Schmelze abfliessen kann.
Zur Hauptsache hat diese Bandgiessmaschine 20 zwei im wesentlichen parallel nebeneinander angeordnete GiessroUen 22, 24 mit annähernd horizontalem Drehachsenverlauf, die an beiden Stirnseiten mit je einer Seitenabdichtung 25 versehen sind, wodurch eine rundum geschlossene Öffnung 26 mit einem nach unten hin offenen Giessspalt 15' gebildet ist. Die GiessroUen 22, 24 sind beid- seits auf je einem angedeuteten Maschinenständer 32 drehbar gelagert und von je einem darin integrierten Motor gesteuert angetrieben.
Erfindungsgemäss sind die GiessroUen 22, 24 mit dem Maschinenständer 32 und den Seitenabdichtungen 25 rundum von einem verschliessbaren Gehäuse 30 umgeben, welches auf seiner Oberseite eine Öffnung 30' für das sich zwischen die GiessroUen 22, 24 erstreckende Giessrohr 13 und auf der Unterseite eine Öffnung 30" für das austretende Metallband 15 aufweist, wobei diese Öffnungen 30', 30" abgedichtet sind und das Gehäuseinnere 33 während des Giessens mit einem Schutzgas, vorzugsweise einem Inertgas, gefüllt ist. Auf der Oberseite könnten bei Verwendung von zwei oder mehreren Giessrohren auch mehrere Öffnungen 30', die rund oder schlitzförmig ausgebildet sein können, mit oder ohne Giessrohr vorhanden sein.
Dieses kastenförmig ausgebildete Gehäuse 30 ist sehr vorteilhaft sowohl seitlich als auch oben beabstandet zu den GiessroUen 22, 24 bzw. zum Maschinenständer 32 angeordnet, so dass keine gegen aussen abschirmende Dichtelemente vorgesehen sein müssen, wie dies zum Beispiel bei der Giessmaschi- ne nach eingangs erwähnten Druckschrift EP-A-0 780 177 erforderlich ist.
Auf der Oberseite ist dieses Gehäuse 30 mit zwei horizontal liegenden Türen 35 versehen, welche derart ausgestattet sind, dass sie von der in Fig.1 gezeigten geschlossenen in eine horizontal weggeschobene Position verschiebbar sind. Zu diesem Zwecke sind sie seitlich in entsprechenden, nicht veranschaulichten Schienen geführt, wobei sie vorteilhaft in die gezeigte Schliessposition abgesenkt sind, um die bezweckte Dichtheit des Gehäuses 30 zu erreichen.
Es könnte aber auch nur eine Tür vorgesehen sein, um Dichtspalten einzusparen. Mit Vorteil würde diese eine Tür eine Grosse annähernd der beiden gezeigten Türen 35 aufweisen und demnach mit der Öffnung 30' für den Schmel- zendurchlass versehen sein. Der Bereich über dem Badspiegel kann mit einer partiell schließbaren Öffnung versehen sein.
Des weiteren sind dem Gehäuse 30 seitlich ebenfalls mittels Türen 36 verschliessbare Öffnungen 39 zugeordnet, welche dazu dienen, dass die Seitenabdichtungen 25 der GiessroUen 22, 24 von jeweils einem ausserhalb des Gehäuses 30 verfahrbaren Manipulator 40 von der gezeigten Betriebsposition durch diese Öffnungen 39 aus dem bzw. in das Gehäuse 30 geführt werden können. Der jeweilige Manipulator 40 hat zu diesem Zwecke einen Haltearm 41 und einen diesen höhenverstellbaren Antrieb 42. Er kann von einer Betriebs- in eine zurückgezogene Wartungsposition und umgekehrt verfahren werden. In der Betriebsposition des Manipulators 40 kann mittels einer separaten Schutzhülle 38 eine Abdichtung der nicht geschlossenen Öffnung 39 herbeigeführt werden, wobei diese Schutzhülle 38 den Manipulator 40 umschliesst und demnach seitlich an das Gehäuse 30 dicht anschlägt. Ferner sind noch Kassetten
88 für das Heranführen und Wegnehmen von Seitenabdichtungen 25 angedeutet.
Gemäss Fig. 2 sind mit Vorteil beidseitig zum Gehäuse 30 je zwei solcher Manipulatoren 40 installiert, die wechselweise bei den Stirnseiten 22", 24' der GiessroUen 22, 24 die entsprechenden Seitenabdichtungen 25 heranführen und während des Giessens an die GiessroUen andrücken. Diesen Manipulatoren 40 ist jeweils eine Schutzhülle 38 zugeordnet, die ebenfalls gegen das Gehäuse 30 bzw. von diesem weggefahren werden kann.
Als weiterer Vorteil ist im Rahmen der Erfindung das gegossene Metallband 15 unterhalb des Gehäuses 30 in ein zusätzliches Längsgehäuse 44 geführt, das eine Kammer 45 bildet, in der ebenfalls ein Schutzgas enthalten ist, um das Metallband 15 vor einem Kontakt mit Sauerstoff und damit insbesondere vor einer Zunderbildung zu schützen. In dieser Kammer 44 sind mehrere Rollen 46 und Presswalzen 47 angeordnet, so dass das Metallband 15 durch dieses Längsgehäuse 44 und durch eine in ihm endseitige abgedichtete Öffnung 48 geführt wird. Nach dem Austritt aus diesem Gehäuse 44 kann dieses bis dahin abgekühlte Metallband beispielsweise aufgerollt oder anderweitig bearbeitet werden.
Ferner weist das Längsgehäuse 44 unterhalb der Öffnung 30" bzw. des Giess- spaltes 15' eine Vertiefung 49 auf, bei der ein in einem Anlagenboden 51 hinein gestellter Auffangbehälter 52 vorhanden ist. Dieser Auffangbehälter 52 hat die Aufgabe, bei einer Leckage die unten aus den GiessroUen austretende flüssige Schmelze aufzufangen, ohne dass irgendwelcher Schaden entstehen würde. Oberhalb dieses Behälters 52 sind noch verschwenkbare Führungsklappen 54, 55 angeordnet, die in der dargestellten Position einen Durchlass bilden, indessen in der strichpunktierten Schwenkposition 54', 55' als Führungsbahn des Metallbandes 15 dienen.
Im dargestellten Giesszustand gemäss Fig.1 ist die obere Öffnung 30' im Gehäuse 30 von einem das Gefäss 18 bis zu ihr verbindenden Balg 11 oder dergleichen abgedichtet, wobei dieser hülsenförmige Balg 11 das Giessrohr 13 umschliesst. Das Giessrohr könnte auch weggelassen und ein Freilauf vorgesehen sein. Die untere Öffnung 30" des Gehäuses, bei der das Band 15 durchtritt, kann beispielsweise durch einen von Düsen 34 erzeugten Gasschirm abgedichtet sein.
Ferner weist das Gehäuse 30 eine nicht näher gezeigte Zuleitung für das Einblasen von Schutzgas ins Innere 33 auf. Schutzgas kann auch zusätzlich in das mit einem Deckel versehene Verteilergefäss 18 geleitet werden. Das in das Gehäuse 30 eingeführte Gas kann durch einen Gas-Kreislauf gekühlt und zurückgeführt werden. Nach Beendigung eines Giessvorganges und vor dem Öffnen des Gehäuses kann das Schutzgas in einen Speicher abgesogen und gegebenenfalls die Luft in diesem herausgefiltert werden.
Gemäss Fig.3 ist den ausschnittweise gezeigten Türen 35 auf ihrer Unterseite je ein mit jeweils einer Giessrolle 22, 24 zusammenwirkendes Dichtsystem 60 zugeordnet, mittels welchem über dem Metallbad eine zum übrigen Gehäuseinneren 33 getrennte Kammer 33' gebildet ist. In dieser Kammer 33' ist ein anderes Schutzgas, zum Beispiel Argon, als im übrigen Gehäuseinnern 33 z.B. Stickstoff N2 enthalten. Dieses Dichtsystem 60 umfasst zwei entlang der Giessrolle 22, 24 berührungslos zu dieser sich erstreckende Dichtlippen 61 , 62 an der Türe 35. In der dem Metallbad zugekehrten Dichtlippe 62 ist ausserdem eine Düsenreihe 65 vorhanden, aus der Schutzgas in Richtung des Pfeiles 65' zwischen der Rolle 22 und der äusseren Dichtlippe 61 nach aussen bläst. Die Blasrichtung erfolgt hierbei in einem Winkel a zur Horizontalen, der ca. 5 bis 20° betragen kann. Hieraus wird ein zusätzlicher Dichteffekt zwischen dieser Kammer 33' und dem übrigen Gehäuseinnern 33 herbeigeführt. Selbstverständlich ist zur Bildung der separaten Kammer 33' auch eine nicht näher gezeigte Abdichtung von den Türen zu den Seitenabdichtungen vorhanden.
Fig.4 zeigt eine alternative Abdichtung der unteren Öffnung 30" des Gehäuses 30, die in der Ausführung nach Fig.1 in einem erzeugten Gasschirm erfolgt. Beidseitig zu dem sich nach unten bewegenden Metallband 15 ist je ein biegbarer Dichtstreifen 66 vorgesehen, der innenseitig des Gehäuses 30 an einem Element 67 befestigt ist, durch die Öffnung 30" ragt und am unteren freien Ende von einer Hülse 69 und einem in dieser enthaltenen elastischem Element, beispielsweise eine Druckfeder 68, gegen das Metallband 15 angestellt ist. Diese Druckfeder 68 ist mit der Hülse 69 zusammen in einem Halteglied 70 verschiebbar gehalten. Wenn nun bei einem Durchbruch nicht das Band, sondern Schmelze zwischen diese Dichtstreifen 66 gelangt, können diese voneinander weggedrückt werden.
Fig.5 zeigt eine ähnliche Abdichtungsart bei der Öffnung 30" des Gehäuses 30 wie diejenige nach Fig.4. Anstelle der Dichtstreifen 66 sind nebst den Düsen 34 für den Gassschirm der Öffnung 30" Dichtrollen 76 vorgesehen, die von den Druckfedern 68 gegen das Metallband 15 angedrückt werden. Im Bedarfsfalle können diese Dichtrollen 76 voneinander weggedrückt werden. Ferner sind noch Abstreifer 78 und Bürsten 80 oder dergleichen angedeutet, die dafür sorgen, dass die Dichtrollen 76 am Aussenrnantel stets sauber sind. Die Dichtrollen 76 könnten auch als Sekundärkokille dienen, welche bei einer Leckage bei den GiessroUen 22, 24 die Metallschmelze auffangen und in kristalliner Form an den Auffangbehälter 52 abgeben würde. Ausserdem könnten sie entstehende Giessbärte beim durchtretenden Giessband 15 flachdrücken, um so die nachfolgenden empfindlichen Walzrollen zu schützen.
Fig.6 veranschaulicht eine weitere Variante einer berührungslosen Dichtung bei der Öffnung 30" des Gehäuses 30. Hierbei wird im Gehäuseinnern durch je eine Düsenreihe 91 , 92 beidseits zum Giessband 15 Schutzgas, z.B. Stickstoff, gegen das Band 15 geblasen, um die gewünschte Dichtung im Gehäuse zu gewährleisten. Ausserdem ist auf der Unterseite des Gehäuses 30 beidseitig zum Giessband 15 je eine sich entlang des Bandes erstreckende Abzugsöffnung 93, 94 vorgesehen, bei der durch die unterhalb des Gehäuses 30 ange-
ordnete Wasserkühlung 99 anfallender Wasserdampf oder andere Schmutzpar- tikei abgesaugt und nicht durch die Öffnung 30" ins Innere des Gehäuses 30 gelangen.
Die Erfindung ist mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Sie Hesse sich jedoch noch in anderen Varianten darstellen. So könnten beispielsweise die Seitenabdichtungen auf einem Manipulator gehalten sein, der bis ins Innere des Gehäuses 30 gefahren werden könnte und dadurch die Türen 36 während des Giessens geschlossen sein würden und die zusätzlichen Schutzhüllen 38 nicht benötigt würden.