Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Metallbandes an einer Rollen-Bandgiessmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallbandes durch kontinuierliches Abgiessen von Metallschmelze zwischen zwei Giessrollen einer Bandgiessmaschine, mit bei den Giessrollen im Stirnseitenbereich angeordneten Seitenabdichtungen, wobei sich während dem Giessen eine Schmelzbadoberflache bildet, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Beim Giessen eines Metallbandes in der eingangs genannten Art können auf der Schmelzbadoberflache zwischen den Giessrollen eine Schicht von Schlacke bzw. von Verunreinigungen, Einschlüssen und Oxiden schwimmen. Es besteht die Gefahr, dass diese durch die unruhige Schmelzba- doberfläche gegen die Giessrollen gespült und mitgezogen werden, wodurch Unregelmässigkeiten an der Bandoberfläche entstehen und die Bandqualität beeinträchtigt wird. Die Schlacke kann auch nachteiligerweise am in das Schmelzbad eingetauchten Giessrohr ankleben. Deswegen ist eine rechtzeitige Entfernung der Schlacke, z.B. durch einen auf der Schmelzbadoberflache bewegten Skimmer, insbesondere bei längeren Giesszeiten unumgänglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens vorzuschlagen, die auch bei längeren Giesszeiten eine einfache und zuverlässige Entfernung respektive Kanalisierung der Einschlüsse bzw. Verunreinigungen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst.
Bevorzugte Weitergestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand ab- hängiger Ansprüche.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der dafür vorgesehenen Vorrichtung kann die Schlacke auf eine einfache Art und Weise zu den Seitenabdichtungen hin gedrängt werden, wo sie dann im Bereich der Ban- denden erstarrt und später in einfacher Weise weggesäumt oder allenfalls beseitigt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 zwei Giessrollen einer Rollen-Bandgiessmaschine mit einem Metallschmelzbad dazwischen, mit einem Teil einer Eingiessvorrich- tung, und mit einer oberhalb des Schmelzbades angeordneten Vorrichtung zur Schlakenabweisung; Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 im Längsschnitt, einem Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 entsprechend;
Fig. 3 die Vorrichtung zur Schlackenabweisung von unten gesehen;
Fig. 4 einen mit A bezeichneten Abschnitt aus Fig. 2 im vergrösserten Massstab; Fig. 5 einen mit C bezeichneten Abschnitt aus Fig. 1 im vergrösserten Massstab;
Fig. 6 einen Schnitt durch die Vorrichtung zur Schlackenabweisung nach Linie VI-VI in Fig. 2; und
Fig. 7 einen unteren Teil der Eingiessvorrichtung im Querschnitt.
Fig. l zeigt schematisch zwei um horizontale Achsen drehbare Giessrollen 1 , 2, deren Drehrichtungen mit Dl s D2 bezeichnet sind. Zur Erzeugung eines Metallbandes wird zwischen die beiden Giessrollen 1 , 2 und zwei im Stirnseitenbereich der Giessrollen 1 , 2 angeordnete Seitenabdichtungen 3 (vgl. Fig. 2) über eine Eingiessvorrichtung 6 aus einem Behälter 5 das flüssige Metall eingegossen. Der Behälter 5, die Eingiessvorrichtung 6 und ein eine Kühlung 8 umfassender, die Giessrollen 1 , 2 sowie die Seitenabdichtungen 3 umschliessender Gehäusekasten 7 sind in Fig. 1 und 2 nur angedeutet.
Das Schmelzbad ist in Fig. 1 und 2 mit 4, seine Oberfläche mit 4a bezeichnet. Das erzeugte Metallband wird durch einen Durchgangsspalt 9 zwischen den beiden, gekühlten Giessrollen 1 , 2 in Pfeilrichtung B nach Fig. 1 weggeführt. Die Austrittsebene des Metallbandes entspricht der mittleren Ebene E des Schmelzbades 4, in der auch die Eingiessvorrichtung 6 liegt. Die Übergangskanten Giessrollenoberfläche/Schmelzbad- oberfläche sind mit Kl, K2 bezeichnet (Fig. 1 und 5 bis 7).
Die Eingiessvorrichtung 6 umfasst in an sich bekannter Weise einen vom Behälterboden nach unten wegragenden, vertikalen Giessrohrteil 10 sowie einen an diesem befestigten horizontalen, kastenförmigen Giessrohrteil 11 ; der letztere ist in Fig. 2 angedeutet und in einer möglichen Ausführungsform auch in Fig. 7 im Querschnitt gezeigt. Der horizontale Giessrohrteil 11 erstreckt sich praktisch über die Gesamtlänge der Giessrollen 1, 2 bis zu den Seitenabdichtungen 3 und weist zwei aus Fig. 7 ersichtliche Längskanäle 15, 16 auf, von denen der untere Längskanal 15 mit einer zentralen Einlassöffnung 17 des vertikalen Giessrohrteiles 10
verbunden ist. Die in diesen unteren Längskanal 15 einfliessende Schmelze wird vorerst über seine gesamte Länge verteilt, bevor sie über eine Anzahl von die beiden Längskanäle 15, 16 verbindenden, in gleichmässigen Abständen verteilten Öffnungspaaren 17 in den oberen Längskanal 16 gelangt, aus dem sie dann durch schräg nach oben, zum Umfang der beiden Giessrollen 1, 2 hin, gerichtete Öffnungen bzw. Öffnungspaare 19 austritt. Diese Öffnungen bzw. Öffnungspaare 18 sind - gleich wie die Verbindungsöffnungen 17 - gleichmässig über die Gesamtlänge des oberen Längskanals 16 verteilt, und die Schmelze fliesst in annähernd gleichen Mengen gleichmässig, über die ganze Länge verteilt, aus diesen Öffnun- gen 18 heraus. Im unteren Längskanal 15 können dabei vorteilhafterweise allenfalls in der Schmelze befindliche Feststoffpartikel abgelagert werden.
Erfindungsgemäss ist nun der Eingiessvorrichtung 6 eine Vorrichtung 25 zur Schlackenabweisung zugeordnet, wie im folgenden beschrieben wird.
Auf dem vertikalen, sich nach unten bis in den Schmelzbad 4 hinein erstreckenden und mit der Einlassöffnung 17 in den unteren Längskanal 15 des horizontalen Giessrohrteiles 11 mündenden Giessrohrteil 10 ist oberhalb des Schmelzbades 4 eine aus einem hitzebeständigen Material beste- hende Hülse 26 befestigt, die mit einer insbesondere aus Fig. 4 und 5 ersichtlichen, ringförmigen, zum vertikalen Giessrohrteil 10 konzentrischen Gaskammer 27 versehen ist, in welche eine Gaszufuhrleitung 28 (Fig. 2, 3 und 4) mündet. Als Gas wird vorzugsweise Inertgas (Argon, Stickstoff oder ein Gemisch), auf ca. 200-300°C erwärmt, unter leichtem Druck zu- geführt, wobei dieses Einblasen kontinuierlich, intermittierend oder pulsierend erfolgen kann. Ein die Gaskammer 27 nach unten begrenzender, ringförmiger Boden 29 der Hülse 26 ist mit einer Anzahl von schräg nach unten und in Richtung vom vertikalen Giessrohrteil 10 weg, zu den Sei-
tenabdichtungen 3 hin, gerichteten, kleinen Öffnungen 30 versehen, aus welchen das Gas in mit 30a bezeichneten Strahlen auf die Schmelzbadoberflache 4a geblasen wird (vgl. Fig. 2, 3, 4 und 5). Gegebenenfalls sind je drei Öffnungen 30 den beiden Seitenabdichtungen 3 zugewandt.
Oberhalb der Schmelzbadoberflache 4a sind ferner zwei sich entlang der Giessrollen 1, 2 bzw. der Übergangskanten Kl , K2 (Giessrollenoberflä- che/ Schmelzbadoberflache) erstreckende längliche Hohlkörper 35, 36 angeordnet, die beispielsweise über eine Versteifung 37 (oder mehrere Versteifungen) miteinander bzw. mit der Hülse 26 verbunden sind. Das Innere der Hohlkörper 35, 36 bildet Gaskanäle, in welche über je eine Gaszufuhrleitung 41, 42 wiederum unter Druck Gas zugeführt und durch in den Hohlkörpern 35, 36 (bzw. in Bodenteilen 35b, 36b derselben, vgl. Fig. 5 und 6) vorhandene Öffnungen 45, 46 (Fig. 2, 5 und 6) auf die Schmelzbadoberflache 4a geblasen wird. Dabei weist jeder Hohlkörper 35, 36 (bzw. jeder Bodenteil 35b, 36b) eine Anzahl von gleichmässig über die Gesamtlänge verteilten, nach unten gerichteten Öffnungen 45 auf, aus denen mit 45a bezeichnete Strahlen austreten, die in einer zur Schmelzbadoberflache 4a im wesentlichen senkrechten Ebene liegen und die Schmelzbadoberflache 4a in der Nähe der Übergangskanten Kl , K2 erreichen. Wie erwähnt, sind diese Öffnungen 45 über die Gesamtlänge der Hohlkörper 35, 36 verteilt, also auch im der Hülse 26 benachbarten, mittleren Bereich vorhanden. Ausserdem ist jeder Hohlkörper 35, 36 mit einer weiteren Anzahl von schräg nach unten in Richtung zur mittleren Ebene E des Schmelzbades 4 und gleichzeitig zu der jeweils nachstliegenden Seitenab- dichtung 3 hin gerichteten Austrittsöffnungen 46 versehen, die jedoch nur über einen Teil der Gesamtlänge gleichmässig verteilt sind und in dem mittleren, der Hülse 26 benachbarten Bereich ausbleiben. Die aus diesen Austrittsöffnungen 46 auf die Schmelzbadoberflache 4a geblasenen
Gasstrahlen sind in Fig. 2, 4 und 6 mit 46a bezeichnet. Auch in Fig. 3 ist angedeutet, wie diese Strahlen 46a die Schmelzbadoberflache 4a berühren.
Mit diesen gegen die Seitenabdichtungen 3 hin gerichteten Gasstrahlen 46a wird eine leichte Oberflächenströmung auf der Schmelzbadoberflache 4a erzeugt, und dabei die an der Oberfläche 4a des Schmelzbades 4 schwimmenden Verunreinigungen und Oxide zu den beiden Seitenabdichtungen 3 hin gedrängt, wo sie dann entweder in nicht näher dargestellter Weise beseitigt werden, oder im Bereich der Bandenden erstarrt und später in einfacher Weise diese seitlichen Enden des gegossenen Ban- des weggesäumt werden. Auch die aus den Hülsenöffnungen 30 austretenden und gegen die Seitenabdichtungen 3 hin gerichteten Gasstrahlen 30a unterstützen diese Schlackenabweisung und verhindern ausserdem (zusammen mit den zu beiden Seiten der Hülse 26 wirkenden Gasstrahlen 45a) in vorteilhafter Weise das Anhaften bzw. Ankleben von Schlacke am vertikalen Giessrohrteil 10.
Dadurch, dass die schräg nach unten gerichteten, die Schlackenabweisung zu den Seitenabdichtungen 3 hin bewirkenden Gasstrahlen 46a auch zu der mittleren Ebene E des Schmelzbades 4 hin gerichtet sind, wird in be~ sonders bevorzugten Weise dem Anschwemmen der Schlacke an den Giessrollen-Oberflächen entgegengewirkt. Zur Verhinderung dieses An- schwemmens insbesondere infolge einer Wellenbildung auf der Schmelzbadoberflache 4a wird jedoch erfindungsgemäss durch die nahe der Übergangskanten Kl , K2 in einer senkrechten Ebene auf die Schmelzbadober- fläche 4a gerichteten Gasstrahlen 45a eine Art Schutzwand gebildet bzw. eine Wellenblockierung realisiert.
Neben dem Effekt der Schlackenabweisung kann durch das erfindungsge- mässe Einblasen von Gas auch eine positive Beeinflussung der Schmelzbadoberflache 4a, z.B. ihre Verflachung bzw. Beruhigung, erreicht werden.
In einer bevorzugten Weise kann auch die Eingiessvorrichtung 6 selber Gasöffnungen bzw. Gaskanäle aufweisen, aus denen Gas derart ausgeblasen wird, dass eine die Schlackenabweisung bewirkende und/oder die Schmelzbadoberflache 4a beeinflussende Oberflächenströmung entsteht.
50 kann beispielsweise - wie in Fig. 7 dargestellt - der horizontale Giessrohrteil 11 einen oberen, aus dem Schmelzbad 4 hinausragenden Teil
51 aufweisen, der mit einem parallel zu den Längskanälen 15, 16 für die Schmelze verlaufenden Gaskanal 52 versehen ist. Der obere Teil 51 weist ferner mehrere über die Gesamtlänge des Giessrohrteiles 11 verteilte, paarweise und spiegelbildlich zur mittleren Ebene E des Schmelzbades 4 angeordnete Gasaustrittsöffnungen 55 auf, die vom Gaskanal 52 schräg nach unten zu der Schmelzbadoberflache 4a und zu den Giessrollen 1 , 2 hin gerichtet sind. Durch die aus diesen Austrittsöffnungen 55 austretenden Gasstrahlen 55a kann die Schmelzbadoberflache 4a an den durch den Schmelzaustritt (Öffnungen 18) beeinflussten Stellen sozusagen geglättet werden. Die bereits erwähnten, nach unten gerichteten Gasstrahlen 45a vor den Übergangskanten Kl , K2 schützen wiederum die Giessrollenober- flächen vor dem Anschwemmen der Schlacke. Durch Schrägorientierung der Austrittsöffnungen 55 in Richtung zur jeweils nachstliegenden Seitenabdichtung 3 hin könnten auch die hier austretenden Gasstrahlen 55a zu der erfindungsgemässen Schlackenentfernung beitragen. Diese könnten sogar die aus den Hohlkörpern 35, 36 austretenden, schrägen, gegen die Seitenabdichtungen 3 hin gerichteten Gasstrahlen 46a ersetzen, so dass anstelle der Hohlkörper 35, 36 lediglich einfache Gasleitungen 58 mit
nach unten gerichteten Austrittsöffnungen 45 zum Schutz der Giessrollen- oberflächen eingesetzt werden könnten, wie in Fig. 7 angedeutet.
Es wäre auch möglich, die erfindungsgemässe, durch Einblasen von Gas bewerkstelligte Schlacken- bzw. Einschlussabweisung zu den Seitenab- dichtungen hin mit einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur elektromagnetischen Erzeugung von Oberflächenströmung in der Schmelze zu kombinieren, die den Gegenstand einer früheren Patentanmeldung (CH- Patentgesuch Nr. 2001 1716/01) bilden. Beispielsweise könnte das Wegweisen der Schlacke von den Giessrollenoberflächen elektromagnetisch erfolgen.