WO2003086681A2

WO2003086681A2 - Verfahren und giessmaschine zum giessen von metall, insbesondere von stahl, zu flach- und/oder langprodukten

Info

Publication number: WO2003086681A2
Application number: PCT/EP2003/002897
Authority: WO
Inventors: Heinrich Marti; Jacques Barbe
Original assignee: Sms Demag Aktiengesellschaft; Main Management Inspiration Aktiengesellschaft
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2003-10-23
Also published as: AU2003218797A8; CH695849A5; AU2003218797A1; WO2003086681A3

Abstract

Ein Verfahren und eine Giessmaschine zum Giessen von Metall, insbesondere von Stahl, zu Flach- und/oder Langprodukten, mit Band-, Knüppel-, Bloom-, Standard- oder Dünnbrammenquerschnitt, in Kokillen (46) aus Giessrollen (80, 81), Giessbändern oder Platten, lösen die Aufgabe, das Flüssignetall (2, 3) unter Verbesserung der Einschlussqualität mit einer minimalen und regelmässigen Überhitzung bei einer Verteilung des Flüssigmetalls (3) in der Kokille (46) mit Zonen von minimaler Bewegungsenergie einzubringen, indem in einem ersten Flüssigkeits-Volumen (2) die Reinigung und in einem zweiten unmittelbar angrenzenden, gereinigten Flüssigmetall-Volumen (3) das eingebrachte Flüssigmetall (3) inertisiert und/oder beheizt über eine Stopfenregelung (14) durch eine Düse (28) abgeschirmt in einen Giesskorb (24) entlang einer Wandung und über einen Überlauf (33) mit einen Überlaufverteiler (44) in einen Einlauf (83) in die Kokille (46) vergossen wird.

Description

Verfahren und Giessmaschine zum Giessen von Metall, insbesondere von Stahl, zu Flach- und / oder Langprodukten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Giessmaschine zum Giessen von Metall, insbesondere von Stahl, zu Flach- und / oder Langprodukten, mit Band-, Knüppel-, Bloom-, Standard- oder Dünnbrammenquerschnitt, in Kokillen aus Giessrollen, Giessbändern oder Platten.

Ein derartiges Giessverfahren ist zum Beispiel aus der WO 97/23319 als Giessverfahren für dünne Brammen mit einer Dicke unter 150 mm bekannt. Der flüssige Stahl gelangt aus einem Verteilergefäss mit Stopfenregelung in ein über der Kokille angeordnetes Vakuumgefäss, in dem Gaseinschlüsse entfernt werden können und bei dem der Einlauf in die Kokille über den Unterdruck geregelt wird. Dabei ist die Einlaufgeschwindigkeit auf die Regelung des Unterdrucks angewiesen und deshalb sehr hoch, was für das Giessen von sehr dünnen Metallsträngen, insbesondere Stahlsträngen, nachteilig ist. Hinzu kommen hohe Wärmeverluste in beiden in erheblichem Abstand voneinander angeordneten Gefässen (Verteilerbehälter und Vakuumgefäss).

In einem anderen Verfahren (WO 96/01709) wird Flüssigstahl mittels einer Zwei-Rollen-Giessmaschine von einem übergeordneten Verteilergefäss senkrecht in ein darunter angeordnetes zweites Verteilergefäss ge- leitet und von dort in einen wiederum senkrechten Einlauf zwischen die Giessrollen eingeleitet. Diese Verfahrensweise benötigt wiederum nicht näher erläuterte Massnahmen zur Kontrolle der Einlaufgeschwindigkeit des Flüssigstahls in die Kokille und berücksichtigt ausserdem nicht die Verhältnisse über die Breite des Giessprodukts. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Flüssigmetall unter Verbesserung der Einschlussqualität mit einer minimalen und regelmässigen Überhitzung bei einer Verteilung des Flüssigmetalls in der Kokille mit Zonen von minimaler Bewegungsenergie einzubringen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das aus einer Giesspfanne in einen Verteilerbehälter eingefüllte flüssige Metall, in einem ersten Flüssigmetall-Volumen durch Abdecken mit Schlacke und/oder Beheizen und das kommunizierend in ein unmittelbar angrenzendes zweites, gereinigtes Flüssigmetall-Volumen eingebrachte Flüssigmetall inertisiert und/oder beheizt über eine Stopfenregelung durch eine Düse abgeschirmt in einen Giesskorb entlang einer Wandung abgelassen und über einen Überlauf mit einem Überlaufverteiler in einen Einlauf in die Kokille vergossen wird.

Vom Standpunkt des Vergiessens von Flüssigmetallen mit minimalen Einschlüssen findet im ersten Flüssigmetall-Volumen eine totale Separierung vor einem Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Flüssigmetall-Volumen statt. Dabei kann die Überhitzung des Flüssigmetalls vor dem Einlauf in die Kokille verbessert eingestellt werden. Ausserdem besitzt das Flüssigmetall vor dem Einlauf in die Kokille eine minimale Bewegungsenergie und kann daher über die Breite der Kokille sehr gleichmässig eingeleitet werden. Für die Bandherstellung, also für Stränge mit geringer Dicke (0.7 bis 6 mm) ist diese Verfahrensweise von grossem Vorteil.

Eine Ausgestaltung dieses Verfahrens sieht vor, dass das erste Flüssigmetall-Volumen eingespeist, dekantiert und in der Temperatur homogenisiert wird. Dadurch wird das zweite Flüssigmetall-Volumen vorbereitet und auf die Bedingungen des jeweiligen Produktes eingestellt. Eine Verbesserung besteht sonach darin, dass in dem zweiten Flüssigmetall-Volumen das Flüssigmetall vom Abdeckpulver befreit, der Raum über dem Flüssigmetall inertisiert und gegebenenfalls gasförmige Einschlüsse durch Unterdruck entfernt werden. Die Inertisierung kann durch ein neutrales Gas wie Stickstoff oder Argon erfolgen.

Weitere Verfahrensschritte bestehen darin, dass das Flüssigmetall mit einer minimalen Überhitzung durch eine kalibrierte Düse geleitet und durch den beheizten und / oder inertisierten Giesskorb in die Kokille vergossen wird. Das Flüssigmetall verlässt dabei das zweite, angrenzende Flüssigmetall-Volumen über die kalibrierte Düse, um den Giesskorb zu durchqueren, ohne Düsen zu durchlaufen, in denen die Viskosität des Flüssigmetalls abhängig von der Temperatur die Vergiessbarkeit verändern kann. Im Giesskorb, der in Verbindung mit der Kokille und dem inertisierten Bereich ebenfalls unter Vakuum gesetzt werden kann, ver- liert das Flüssigmetall die Überhitzung, um in die Kokille mit minimaler Überhitzung von einigen Temperaturgraden über dem Liquiduspunkt einzutreten. Im Fall der Anwendung eines Unterdrucks ist das Volumen der Kokille, gespeist mit einem Inertgas durch die vorhandenen Leckagen bei den Dichtungen auf den Giessrollen und durch den Differenzdruck zwi- sehen dem Inertgas, das die Giessrollen ausserhalb der Kokille umgibt und dem Gasvolumen in der Kokille über dem Badspiegel, definiert.

Für die Gleichmässigkeit der zu erzeugenden Banddicke ist besonders vorteilhaft, dass das Flüssigmetall aus dem Giesskorb mit einer minima- len dynamischen Energie in die Kokille eingeleitet wird. Das Einfliessen des Flüssigmetalls - ohne Giessrohr und ohne kalibrierte Düse - kann bei Einbringen des Flüssigmetalls in die Kokille Erstarrungsfronten legen, die lokale Überhitzungen erzeugen und zu Veränderungen des Produktes führen können (Zonen von Wiederaufschmelzen und Bildung von Ris- sen). Bei minimaler Eingiessgeschwindigkeit ist es möglich, einen Teil des Flüssigmetalls bezüglich der Temperatur zu bevorzugen für gewisse Zonen der Kokille, z.B. in der Nähe der Schmalseiten oder der Endseiten.

Die Giessmaschine zum Giessen von Langprodukten aus Metall, insbesondere aus Stahl, geht von einem bekannten Verteilerbehälter aus, in dem ein erstes Flüssigmetall-Volumen mittels einer Trennwand von einem zweiten Flüssigmetall-Volumen separiert ist, wobei eine Verbindung zwischen den beiden Flüssigmetall-Volumina besteht, und mit einer an den Einlauf unmittelbar anschliessenden Kokille.

Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungstechnisch und erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das erste Flüssigmetall-Volumen aus einer Giess- pfanne mittels eines Pfannengiessrohrs und einer Auslaufkontrolle gespeist ist, ferner das zweite Flüssigmetall-Volumen mittels einer Stopfenregelung geregelt in einen zumindest seitlich und oben geschlossenen Giesskorb einleitbar ist, unter dem eine kontinuierliche und gerichtete Austrittsströmung, die abhängig vom zu vergiessenden Querschnitt ist, in den Einlauf der Kokille einleitbar ist. Die Vorteile sind wiederum eine Verbesserung der Einschlussqualität, die Einbringung des Flüssigmetalls in die Kokille mit einer minimalen und regelmässigen Überhitzung und die Verteilung des Flüssigmetalls in der Kokille mit Zonen von minimaler Bewegungsenergie.

Die Inertisierung und/oder eine Unterdruck-Anwendung können derart ausgeführt werden, dass zumindest der Giesskorb und das Giessrollen- paar (als Kokille bei der Bandherstellung) mit zu den Giessrollen mit einem Bewegungsspalt angeordneten Dichtungseinrichtungen versehen sind.

Eine Verbesserung besteht noch darin, dass neben dem Giessrollenpaar angeordnete Betriebseinrichtungen ebenfalls mittels einer Dichtungseinrichtung abgeschirmt sind. Solche Betriebseinrichtungen unmittelbar neben den Giessrollen bestehen zum Beispiel aus einer Vorrichtung zum Reinigen oder zum Aufgeben von Substraten für die Oberflächen der Giessrollen, welches das Trennen des erstarrten Metallbandes von den Giessrollen unterstützt. Ausserdem kann eine Reinigungsvorrichtung ebenfalls eingehaust wer- den.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass der Giesskorb mittels einer oder mehreren Düsen mit dem zweiten Flüssigmetall- Volumen kommuniziert, wobei vor die Düsen eine beabstandete, mit ei- ner oder mehreren, nach unten weisenden Düsen versehene Abschirmung angeordnet ist. Die aus den Düsen der Mauer austretenden Flüssigmetall-Strömungen werden an dieser Abschirmung gebrochen , so dass das Flüssigmetall an der Wandung des Giesskorbs, entsprechend deren Formgebung, abströmt.

Die angestrebte Einleitung des Flüssigmetalls in die Kokille wird ferner dadurch unterstützt, dass in dem Giesskorb über einem Einlauf ein Überlauf für die Verteilung des Flüssigmetalls vorgesehen ist. Dadurch können die Verhältnisse an den Schmalseiten der Kokille berücksichtigt werden.

Die Einstellung der Überhitzungstemperatur kann auch noch im Giesskorb selbst beeinflusst werden, indem auf dem Giesskorb an einer Abdeckung ein Heizbrenner für Brenngas und / oder für ein Sauerstoffträ- ger-Gas angeschlossen ist.

Eine Alternative für die Ausführung des Giesskorbes besteht ferner darin, dass der Giesskorb über die Düsen, die mit dem zweiten Flüssigmetall-Volumen kommunizieren, einen oberen Sammelraum und einen unte- ren Sammelraum bildet, zwischen denen das Flüssigmetall durch Ver- bindungsöffnungen strömt und durch zur Kokille zentrische Düsen für den Einlauf einleitbar sind.

Für diese Ausgestaltung ist noch vorgesehen, dass zwischen den Giessrollen einerseits und dem Giesskorb andererseits eine Führung an- geordnet ist, deren Unterkante einen fiktiven Badspiegel bildet, über dem sich der Badspiegel einstellt. Dadurch ist eine gewisse Bevorratung an Flüssigmetall gewährleistet, um Unterschiede in der Verarbeitung des Flüssigmetalls auszugleichen.

Die bisher beschriebenen Merkmale können durch einige Abwandlungen noch weiterentwickelt werden. Eine solche Abwandlung besteht darin, dass zwischen dem Verteilerbehälter und dem Giesskorb eine Führung für das Flüssigmetall, bestehend aus einem gegen den Giesskorb ansteigend verlegten Feuerfestrohr und einem regelbaren Heizinduktor ge- bildet ist. Dadurch ist es möglich, vorbeiströmendes Flüssigmetall -durch induktives Beheizen auf die geforderte Überhitzungstemperatur zu bringen.

Eine andere Abwandlung ist dadurch gegeben, dass zwischen dem Ver- teilerbehälter und dem Giesskorb eine Führung für magnetisch leitfähiges Flüssigmetall, bestehend aus einem gegen die Gravitationskraft verlegten Feuerfestrohr und einem regelbaren Heiz-Induktor, den ein elektromagnetischer Transport-Induktor umgibt, gebildet ist. Der Vorteil ist eine gleichzeitige Regelung der Überhitzung durch Heizen über In- duktion des vorbeiströmenden Flüssigmetalls und der Transport des Metalls zwischen dem Verteilerbehälter und dem Giesskorb durch die Anwendung einer sogenannten magnetischen Rinne in angepasster Gestaltung. Ausserdem erlaubt diese Gestaltung neben der thermischen Regelung des Flüssigmetalls eine sehr niedrige Energie des in den Giesskorb eintretenden Flüssigmetalls beim Einbringen und Verteilen im Bereich der Kokille. Wärmeverluste des Transportrohrs können dadurch ausgeglichen werden, dass das Feuerfestrohr mittels einer thermischen Isolation ummantelt ist.

Die beschriebenen Voraussetzungen werden noch dadurch weitergebildet, dass im Verteilerbehälter, im Bereich des Pfannengiessrohrs eine unter dem eingestellten Badspiegel verlaufende Zwischenmauer quer zum Längsverlauf und am gegenüberliegenden Ende eine oder mehrere Düsen im Bereich der Abschirmung angeordnet sind. Der Vorteil ist ein Zulauf unter festen Bedingungen und eine gute Verteilung.

Die Verteilung des Flüssigmetalls kann noch dadurch unterstützt werden, dass die Düsen mit festgelegten Abständen auf der Länge der Giessrollen angeordnet sind. Diese Massnahme unterstützt daher die Ausdehnung des zu giessenden Produktes in seiner Breite.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass in dem Verteilerbehälter vor der Düse, die in den Giesskorb eingebaut ist, eine Ausflussdüse mit der Stopfenregelung vorgesehen ist. An dieser Stelle kann daher unabhängig oder abhängig vom Badspiegel in dem zweiten Flüssigmetall-Volumen eine Regelung der Flüssigmetall-Menge, die pro Zeiteinheit in den Giesskorb eintritt, durchgeführt werden.

Die Strömungswege können dabei derart ausgeführt werden, dass die Ausflussdüse mit der Stopfenregelung im Verteilerbehälter mittig und die Düsen beidseitig zur Ausflussdüse oder umgekehrt angeordnet sind. Es ergeben sich immer gleich grosse Strömungsweg-Längen.

Die Zufuhr von Inertgas kann weiter derart gestaltet sein, dass die Stopfenregelung über dem Deckel des Verteilerbehälters mit einer Inerti- sierungs-Einrichtung abgedichtet ist. Das Inertgas strömt dabei in den Raum des Flüssigmetalls. Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, dass jeweils Stopfenregelungen aussen im Verteilerbehälter und jeweils eine zugeordnete Düse symmetrisch zur Mittenebene und/oder zur Längsmitte der Giessrollen angeordnet sind. Dadurch kann eine seitenabhängige Regelung der Weiterleitung des Flüssigmetalls durchgeführt werden.

Eine andere Verbesserung besteht darin, dass jeder Düse im Giesskorb unterhalb der Abschirmung die Düsen und eine Öffnung am Ende des Überlaufverteilers zugeordnet sind.

Die gezielte Einleitung und Kontrolle des Flüssigmetalls können weiter dadurch erfolgen, dass am Überlaufverteiler mit den Öffnungen am Ende die Führung für den fiktiven Badspiegel, in dem sich der Badspiegel einstellt, für eine privilegierte Einleitung des Flüssigmetalls in der Nähe der Schmalseitenplatten der Kokille angeordnet ist.

Weitere Vorteile der gleichmässigen Verteilung des Flüssigmetalls ergeben sich dadurch, dass die Stopfenregelung an der Düse für die Flüssigmetall-Zuflusskontrolle einer Seite zyklisch geregelt ist, abhängig vom Durchfluss der Stopfenregelung der anderen Seite, wodurch die Strö- mung einer Seite gleich der Strömung der anderen Seite ist.

Eine andere Regelungsmethode ergibt sich dadurch, dass die Stopfenregelung an der Düse jeweils an einer rechten Seite derart eingestellt ist, dass die Gesamt-Strömung des Flüssigmetalls kleiner ist als die Strö- mung des Flüssigmetalls auf der anderen linken Seite.

Eine weitere Regelungsvariante besteht darin, dass die Stopfenregelung an der Düse jeweils an einer linken Seite derart eingestellt ist, dass die Gesamt-Strömung des Flüssigmetalls kleiner ist als die andere Strömung des Flüssigmetalls auf der anderen rechten Seite. Ein weiter Vorteil besteht dabei, dass das Flüssigmetall aus der Düse in der Mauer mittels der Abschirmung und an deren Unterseite angeordneten Düsen, die das Flüssigmetall gegen den Überlaufverteiler richten, leitbar ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Gesamtschnitt durch die Giessmaschine für eine Band- Herstellung, mit einem Giesskorb, Fig. 2 eine alternative Ausführung zu Fig. 1 mit einem anderen Giesskorb,

Fig. 3 eine Teilansicht und einen Teilschnitt durch die Verbindung zwischen dem Verteilerbehälter und dem Giesskorb,

Fig. 4 eine Alternative zu der Ausführungsform in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt B-B gemäss den Fig. 1 oder 2 durch den Giessbehälter in der Ebene des ersten Flüssigmetall-Volumens,

Fig. 6 denselben Schnitt wie Fig. 5 in einer alternativen Ausführungsform,

Fig. 7 einen Schnitt A-A gemäss den Fig. 1 oder 2,

Fig. 8 einen Schnitt A-A gemäss den Fig. 1 oder 2 mit einer alternativen Anordnung der Stopfenregelungen,

Fig. 9 eine Ansicht gegen den Giesskorb mit Giessrollen,

Fig. 10 dieselbe Ansicht wie Fig. 9 in einer alternativen Ausführungsform,

Fig. 1 1 einen Schnitt durch den Giesskorb,

Fig. 12 einen Teilschnitt durch den Giessbehälter mit Sicht auf symmetrische Strömungswege des Flüssigmetalls,

Fig. 13 einen Teilschnitt durch den Giessbehälter mit asymmetrischen, nach rechts weisendem Strömungsweg des Flüssigmetalls,

Fig. 14 einen Teilschnitt durch den Giessbehälter mit asymmetrischen, nach links weisendem Strömungsweg des Flüssigmetalls, und Fig. 15 einen Schnitt durch den Giesskorb mit Überlaufverteiler.

Die Giessmaschine zum Giessen von Stahlband (Fig. 1 ) weist als Basisausführung einen Verteilerbehälter 1 mit einem Deckel 1 a auf. In dem Verteilerbehälter 1 ist ein erstes Flüssigmetall-Volumen 2 mittels einer Trennwand 4 von einem zweiten, gereinigten Flüssigmetall-Volumen 3 separiert. Der Verteilerbehälter 1 muss über dem Flüssigvolumen nicht zwangsweise abgedeckt sein. Der Bereich über dem Flüssigmetall- Volumen kann jedoch durch flüssiges oder gasförmiges Inertgas vor Luft, Sauerstoff geschützt sein. Das Flüssigmetall-Volumen 2 kann mit einer Schlacke - wie gezeichnet - abgedeckt werden. Die Schlacke dient einerseits als thermische Abdeckung und andererseits zum Einfangen von Einschlüssen, die in diesem Bereich während einer gewissen Zeit abgehen und damit die Kapazität des Verteilerbehälters 1 im ersten Flüssigmetall-Volumen 2 bestimmen. In der Trennwand 4 sind eine oder mehre- re Düsen 5 im Tiefenbereich angeordnet. Die Düsen 5 sollen keine Ausflussvolumen-Kontrollfunktionen ausüben, sondern die gereinigte Schmelze beruhigt führen.

Im Deckel 1 a ist ein Brenner 6 für die Beheizung des Raumes für das erste Flüssigmetall-Volumen 2 vor dessen Befüllung angeordnet. Das verwendete Brenngas 7 ist ein Naturgas. Ausserdem kann ein Sauerstoffträger-Gas 8 (Luft, 02) während des Giessens in eine inerte Atmosphäre eingespeist werden. Die Schmelze wird beim Befüllen des ersten Flüssigmetall-Volumens 2 durch ein Pfannengiessrohr 9 eingefüllt. Als Teil der Trennwand 4 ist ferner eine Abschirmung 10 gebildet, die das Eindringen oder die Bildung von Vortex-Wirbel in die Düse 5 verhindert. Im Deckel 1 a ist ferner über dem zweiten Flüssigmetall-Volumen 3 ein Heizbrenner 11 für das Vorheizen vor dem Befüllen vorgesehen, der mit Brenngas 12 (Naturgas) betrieben wird. Ausserdem kann ebenfalls ein Sauerstoffträger-Gas 13 (Luft, 02) während des Giessens eingespeist werden. Über dem zweiten Flüssigmetall-Volumen 3 ist eine Stopfenregelung 14 für die Stahlzuflusskontrolle angeordnet, die mittels einer Inertisierung 15 vom Sauerstoff-Zutritt abschliesst. Die Stopfenstange arbeitet mit einer Ausflussdüse 16 zusammen. Im zweiten Flüssigmetall-Volumen 3 befindet sich noch eine Zwischenmauer 17 zur Behandlung der Strö- mung.

Am Ausgang des zweiten Flüssigmetall-Volumens 3 können anstelle einer Düse 28 auch zwei Düsen 18 und 19 je nach Breite des zu giessen- den Stahlbandes angeordnet werden, was nachstehend noch näher er- läutert wird. Es ist zu beachten, dass die Düse 28 unter dem Niveau der auswechselbaren Düse 5 liegt. Dadurch besteht ein Reservevolumen, das beim Angiessen das Eindringen von fremden Teilen (z.B. FF-Reste) verhindert. Ausserdem ist die Eintrittsströmung in den Düsen 16 nicht direkt beeinflusst durch die Strömung aus der Düse 5.

Ein Giesskorb 24 und das Giessrollenpaar 80, 81 sind mit auf den Giessrollen 80, 81 aufliegenden Dichtungseinrichtungen 34, 35 versehen. Dabei schirmen die Dichtungseinrichtungen 34, 35 neben den Giessrollen 80, 81 angeordnete Betriebseinrichtungen 82 ebenfalls ab. Eine solche Betriebseinrichtung 82 besteht z.B. aus einer Vorrichtung zum Aufgeben von Substraten für die Oberfläche der Giessrollen 80, 81 , die das Trennen des gegossenen Stahlbandes von den Giessrollen 80, 81 unterstützen. Die Dichtungseinrichtung 34 kann mit einer Inertisierung versehen sein. Auf dem Giesskorb 24 befindet sich ein Heizbrenner 25 für Brenngas 26 und/oder ein Sauerstoffträger-Gas 27 (Luft, 02).

Die Schmelze gelangt hinter der Düse 28 in den Giesskorb 24 mit einer Abdeckung 24a, von dem die Schmelze in die Kokille 46 mit den Schmalseitenplatten 46a einströmt. Die kontinuierliche und gerichtete Strömung wird über Giesslippen 20 an einem Überlauf 33 erzeugt. Im Giesskorb 24 befindet sich vor der Düse 28 eine Abschirmung 29, die die Schmelze entlang der Wandung des Giesskorbes 24 aus Düsen 32 in Richtung der Giesslippen 20 leitet. Die Abschirmung 29 bricht den Aufprall der Strömung durch die Düsen 28 (18, 19) und teilt die Strömung auf mehrere Düsen 32 eines Düsensystems 30 auf. Die Schmelze strömt dann gegen eine Einengung 31.

Es können auch zwei Abschirmungen 29 vorgesehen sein. Die Düsen 32 orientieren die Schmelze gegen den Überlauf 33. Der Überlauf 33 verteilt das Flüssigmetall in der Kokille 46 (senkrecht zur Zeichenebene). Die Dichtung 34 dient für die Inertisierung zwischen der Kokillenabdeckung und dem System für die Flüssigmetall-Zufuhr. Dabei wird ein Faltenbalg verwendet. Bei der Dichtung 35 mit Inertisierung wird die Dichtung erreicht durch Eintauchen eines Blechrandes in einen mit Sand gefüllten Behälter, der eine sogen. Sandtassendichtung bildet.

Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 sieht ebenfalls für das zweite Flüssigmetall-Volumen 3 vor dem Befüllen oder auch während des Giessens einen Heizbrenner 25 für Brenngas 26 und Sauerstoffträger-Gas 27 vor, der auf dem Giesskorb 24 mit einer alternativen Gestaltung angeordnet ist. Während des Giessens soll die Verbrennung reduziert sein, das heisst mit Brennergas-Überschuss gefahren werden. Es gibt keine Inertisierung mit einem Inert-Gas. Der Schutz wird nur mit reduzierter Verbrennung sichergestellt. Das Sauerstoffträger-Gas 27 (Luft, 02) wird bei inerter Atmosphäre während des Giessens eingegeben, wenn nicht be- heizt wird.

Ein alternativer Giesskorb 24 weist neben der Abdeckung 24a einen oberen Sammelraum 24b, einen unteren Sammelraum 24c und Verbindungsöffnungen 24d auf. Die Schmelze strömt durch die Düsen 32 in Richtung der Kokille 46. Unterhalb des Giesskorbes 24 ist eine Führung 54 für die Schmelze, durch seitliche Lager auf einem Niveau gehalten, angeordnet. Dadurch entstehen der Badspiegel 55 und ein fiktiver Badspiegel 56. Im Ausführungsbeispiel steht die Unterkante 54a der Führung 54 unter einem Winkel von 40° zur Horizontalen.

Die Strömung in der Kokille 46 mit den Schmalseitenplatten 46a ist von besonderer Bedeutung. Die Strömung ist derart zu kontrollieren, dass tote Zonen vermieden werden. Dazu muss sich das gesamte Volumen der Schmelze in der Kokille 46 in Bewegung befinden. Die Entstehung von stabilen Zonen muss vermieden werden (diese könnten ungleiche thermische Zonen hervorrufen).

Gemäss Fig. 3 wird das Flüssigmetall-Volumen 2 aus einer Giesspfanne 84 durch das Pfannengiessrohr 9 in den Verteilerbehälter 1 wie be- schrieben kontrolliert eingeleitet und durch die Trennwand 4 hindurch das gereinigte Flüssigmetall-Volumen 3 mittels der Stopfenregelung 14 erzeugt. Zum Giesskorb 24 verläuft ein Transportrohr 62 als Führung 63, das aus einem Feuerfestrohr 64 mit thermischer Isolation 65 und einem Heiz-Induktor 66 besteht.

Die weitgehend ähnliche Gestaltung gemäss Fig. 4 ergänzt das Transportrohr 62 um einen elektroinduktiv wirkenden Transport-Induktor 67.

Die Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 gestatten ein Giessen mit kon- trollierter Beheizung und/oder einem elektromagnetischen (induktiven ) Transport 61 des Flüssigmetalls 3 für die Speisung der Kokille 46. Dabei kann das System über ein kommunizierendes Rohr gegen Gravitation in dem beheizten Transportrohr 62 (Fig. 3) oder das System über den elektromagnetischen Transport 61 (Fig. 4) gewählt werden. Das Transportrohr 62 ist mit einer leichten Neigung angeordnet, und es ist sichergestellt, dass das Rohr mit Schmelze gefüllt bleibt. Es besteht somit eine überhöhte Anordnung der Austrittsdüsen (28) gegenüber den Eintrittsdüsen (16). Der Heiz-Induktor 66 kann auch zum Kühlen durch einen Wasserkühlkreis ergänzt werden.

Der Transport der Schmelze gemäss Fig. 4 erfolgt über eine sogenannte „magnetische Rinne,,. Die Schmelzenführung ist so angeordnet, dass das Transportrohr 62 ständig mit Schmelze gefüllt bleibt. Die Austrittsdüsen (28) sind ebenfalls gegenüber den Eintrittsdüsen (16) überhöht angeord- net. Das Giessen erfolgt mit negativer Überhitzung gegenüber der Liquir dustemperatur.

In Fig. 5 (Schnitt B - B) ist die Anordnung des Verteilerbehälters 1 in Vorderansicht mit Blickrichtung auf die Düsen 28 gezeigt. Innerhalb der Abschirmung 10 können zwei Düsen 18 und 19 angeordnet sein, die gemäss Fig. 6 auch auf die Länge der Giessrollen 80, 81 in seitlichem Abstand abgestimmt sein können. Die Zufuhr der Schmelze erfolgt über die Zwischenmauer 17.

In Fig. 7 (Schnitt A - A) wird das gereinigte Flüssigmetall-Volumen 3 im Verteilerbehälter 1 mittels der Stopfenregelung 14, die durch die Inertisierung 15 abgedichtet ist, an der Ausflussdüse 16 geregelt abgegeben, so dass die Schmelze anstelle einer Düse 28 durch die zwei seitlich be- abstandeten Düsen 18 und 19 in den Giesskorb 24 einströmt.

Der mittigen Anordnung der Stopfenregelung 14 in Fig. 7 kann durch eine doppelte Anordnung von zwei Stopfenregelungen 14 mit jeweiliger Ausflussdüse 16 bei mittiger Anordnung der Düsen 18 und 19 gemäss Fig. 8 entsprechen. Dabei kann eine (durch Pfeile angedeutete) beson- dere Regelung stattfinden: Die eine Stopfenregelung 14 regelt einen konstanten Durchfluss und die andere Stopfenregelung 14 ist zyklisch geregelt, abhängig vom Durchsatz der jeweils anderen Stopfenregelung 14.

In Fig. 9 sind die Verhältnisse bei der Ausrichtung der einzelnen Schmelzströmungen aus den Düsen 18 und 19 bis in die aus den Giessrollen 80, 81 gebildete Kokille 46 mit den Schmalseitenplatten 46a gezeigt:

Die Schmelze wird jeweils gegen die Abschirmungen 29 im Giesskorb 24 gerichtet, strömt über entsprechend geformte Überlaufverteiler 42, 44 aus den Düsen (32, 40, 41 ) über am Überlauf 33 gebildete Öffnungen 43, 45 und verlässt die jeweiligen Überlaufverteiler 42, 44 in Richtung des Einlaufs 83 der Kokille 46.

Die angepasste Gestaltung, die den modifizierten Giesskorb 24 aus der Fig. 2 einsetzt, ist in Fig. 10 dargestellt. Das Flüssigmetall-Volumen 3 wird in die (dort nicht sichtbare) Führung 54 bis auf den Badspiegel 55 bzw. den fiktiven Badspiegel 56 geleitet.

In Fig. 11 ist gezeigt, wie die Schmelze aus den Düsen 28 (18, 19) in den mit der Abdeckung 24a versehenen Giesskorb 24 gegen eine oder mehrere Abschirmungen 29 über die Form des Überlaufverteilers 44 in die Kokille 46, bestehend aus den Giessrollen 80 und 81 , strömt.

Gemäss Fig. 12 sind einseitige Strömungen 47 dargestellt. Die Stopfenregelung 14 arbeitet zyklisch abhängig von der jeweils anderen Stopfenregelung 14. Dadurch entsteht eine Strömung 48 auf einer Seite der Kokille 46 und eine andere Strömung 49 auf der anderen Seite in der Kokille 46. Dem Prinzip entsprechend können (Fig. 13) asymmetrische Strömungsverhältnisse aufgrund einer Strömung 50 auf einer Seite in der Kokille 46 und einer Strömung 51 auf der gegenüberliegenden Seite der Kokille 46 geschaffen werden.

Die Asymmetrie ist von der Seite in Fig. 13 auf die andere Seite in Fig. 14 verlegt, wobei eine Strömung 52 auf der rechten Seite und eine Strömung 53 auf der linken Seite erzeugt wird.

Gemäss Fig. 15 strömt das Flüssigmetall-Volumen 3 aus der Düse 28 in die Abschirmung 57 und durch symmetrisch in der Abschirmung 57 angeordnete Düsen 58, deren Strömungen gegen den Überlaufverteiler 59 des Giesskorbes 24 gerichtet sind und im Ausführungsbeispiel in die Führung 54 mit dem Badspiegel 55 und dem fiktiven Badspiegel 56 geleitet werden.

Bezugszeichenliste:

I Verteilerbehälter 1 a Deckel

1 b Mauer 2 Flüssigmetall (-Volumen)

3 gereinigtes Flüssigmetall (-Volumen)

4 Trennwand

5 Düse

6 Brenner 7 Brenngas

8 Sauerstoffträger-Gas

9 Pfannengiessrohr

10 Abschirmung

I I Heizbrenner 12 Brenngas

13 Sauerstoffträger-Gas

14 Stopfenregelung

15 Inertisierung

16 Ausflussdüse 17 Zwischenmauer

18 Düse

19 Düse

20 Giesslippen

24 Giesskorb 24a Abdeckung

24b oberer Sammelraum

24c unterer Sammelraum

24d Verbindungsöffnungen

25 Heizbrenner 26 Brenngas

27 Sauerstoffträger-Gas Düse Abschirmung Düsensystem Einengung Düsen für den Überlauf Überlauf Dichtung Dichtung mit Inertisierung Düse für die Flüssigmetall-Zufuhr Düse für die Flüssigmetall-Zufuhr Überlaufverteiler Öffnung am Ende des Überlaufs Überlaufverteiler Öffnung am Ende des Überlaufs Kokille a Schmalseitenpiatten einseitige Strömung in der Kokille Strömung auf einer Seite in der Kokille Strömung auf der gegenüberliegenden Seite Strömung auf einer Seite in der Kokille Strömung auf der gegenüberliegenden Seite Strömung auf einer Seite in der Kokille Strömung auf der gegenüberliegenden Seite Führung für die Schmelze a Unterkante der Führung Badspiegel fiktiver Badspiegel Abschirmung Düsen Überlaufverteiler elektroinduktiver Transport Transportrohr Führung

Feuerfestrohr thermische Isolation

Heiz-Induktor

Transport-Induktor

Giessrolle

Betriebseinrichtung

Einlauf

Giesspfanne

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zum Giessen von Metall, insbesondere von Stahl, zu Flach- und / oder Langprodukten, mit Band-, Knüppel-, Bloom-, Standard- oder Dünnbrammenquerschnitt, in Kokillen aus Giessrollen, Giess- bändern oder Platten, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einer Giesspfanne in einen Verteilerbehälter eingefüllte flüssige Metall, in einem ersten Flüssigmetall-Volumen durch Abdecken mit Schlacke und / oder Beheizen und das kommunizierend in ein zwei- tes, unmittelbar angrenzendes, gereinigtes Flüssigmetall-Volumen eingebrachte Flüssigmetall inertisiert und / oder beheizt über eine Stopfenregelung durch eine Düse abgeschirmt in einen Giesskorb entlang einer Wandung abgelassen und über einen Überlauf mit einem Überlaufverteiler in einen Einlauf in die Kokille vergossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Flüssigmetall-Volumen eingespeist, dekantiert und in der

Temperatur homogenisiert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Flüssigmetall-Volumen das Flüssigmetall vom Abdeckpulver befreit, der Raum über dem Flüssigmetall inertisiert und ge- gebenenfalls gasförmige Einschlüsse durch Unterdruck entfernt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigmetall mit einer minimalen Überhitzung durch eine kali- brierte Düse geleitet und durch den beheizten und/oder inertisierten Giesskorb in die Kokille vergossen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturführung des Flüssigmetalls derart gesteuert wird, dass das Eingiessen in die Kokille (46) mit negativer Überhitzung gegenüber der Liquidustemperatur erfolgt.

6. Giessmaschine zum Giessen von Produkten aus Metall, insbesondere aus Stahl, mit einem Verteilerbehälter (1 ), in dem ein erstes Flüssigmetall-Volumen (2) mittels einer Trennwand (4) von einem zweiten, Flüssigmetall-Volumen (3) separiert ist, wobei eine Verbindung zwischen den beiden Flüssigmetall-Volumina (2,3) besteht, und mit einer an den Einlauf (83) unmittelbar anschliessenden Kokille (46), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Flüssigmetall-Volumen (2) aus einer Giesspfanne (84) mittels eines Pfannengiessrohrs (9) und einer Auslaufkontrolle gespeist ist, ferner das zweite Flüssigmetall-Volumen (3) mittels einer Stopfenregelung (14) geregelt in einen zumindest seitlich und oben geschlossenen Giesskorb (24) einleitbar ist, unter dem eine kontinuierliche und gerichtete Austrittsströmung, die abhängig vom Produkt-Querschnitt ist, in den Einlauf (83) der Kokille (46) einleitbar ist.

7. Giessmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Giesskorb (24) und das Giessrollenpaar (80, 81 ) mit zu den Giessrollen (80, 81 ) mit einem Bewegungsspalt angeordneten Dichtungseinrichtungen (34) versehen sind.

8. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Giessrollenpaar (80, 81 ) angeordnete Betriebseinrich- tungen (82) ebenfalls mittels einer Dichtungseinrichtung (34) abgeschirmt sind.

9. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betriebseinrichtung (82) aus Vorrichtungen zum Reinigen bzw.

Aufgeben von Substraten für die Oberflächen der Giessrollen (80, 81 ) besteht.

10. Giessmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Giesskorb (24) mittels einer oder mehreren Düsen (28; 18, 19) mit dem zweiten Flüssigmetall-Volumen (3) kommuniziert, wobei vor die Düsen (28; 18, 19) eine beabstandete, mit einer oder mehreren, nach unten weisenden Düsen (32) versehene Abschirmung (29) angeordnet ist.

1 1. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Giesskorb (24) über einem Einlauf (83) ein Überlauf (33) für die Verteilung des Flüssigmetalls (2) vorgesehen ist.

12. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 6, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Giesskorb (24) an einer Abdeckung (24a) ein Heizbrenner (25) für Brenngas (26) und/oder für ein Sauerstoffträger-Gas (27) angeschlossen ist.

13. Giessmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Giesskorb (24) über die Düsen (28), die mit dem zweiten Flüssigmetall-Volumen (3) kommunizieren, einen oberen Sammelraum (24b) und einen unteren Sammelraum (24c) bildet, zwischen denen das Flüs- sigmetall (3) durch Verbindungsöffnungen (24d) strömt und durch zur Kokille (46) zentrische Düsen (32) für den Einlauf (83) einleitbar ist.

14. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 6, 1 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Giessrollen (80, 81 ) einerseits und dem Giesskorb (24) andererseits eine Führung (54) angeordnet ist, deren Unterkante (54a) einen fiktiven Badspiegel (56) bildet, über dem sich der Badspiegel (55) einstellt.

15. Giessmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verteilerbehälter (1 ) und dem Giesskorb (24) eine Führung (63) für das Flüssigmetall (2) , bestehend aus einem gegen den Giesskorb (24) ansteigend verlegten Feuerfestrohr (64) und einem regelbaren Heiz-Induktor (66), der auch als Kühlsystem ausgebildet sein kann, gebildet ist.

16. Giessmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verteilerbehälter (1 ) und dem Giesskorb (24) eine Führung (63) für magnetisch leitfähiges Flüssigmetall (3), bestehend aus einem gegen die Gravitationskraft verlegten Feuerfestrohr (64) und ei- nem regelbaren Heiz-Induktor (66), den ein elektromagnetischer Transport-Induktor (67) umgibt, gebildet ist.