WO2012103862A2 - Verfahren und einrichtung zum erzeugen eines gegossenen bandes mit über den bandquerschnitt und die bandlänge einstellbaren werkstoffeigenschaften - Google Patents

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Bianca Springub
Hellfried Eichholz
Rune SCHMIDT-JÜRGENSEN
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Salzgitter Flachstahl Gmbh
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    • B22D11/0631—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cast strip with over the band cross-section and the strip length adjustable material properties according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to claim 1 eighth
  • Vehicle components on the other hand, but also a passive safety of the passengers promoting behavior of the individual components with high static and dynamic stresses during operation and in the event of a crash.
  • the primary material manufacturers try to meet these requirements by providing load-optimized sheets and strips of steel ⁇ e.g. B. Taylored welded or Taylored roiled blanks), which are optimized according to the expected loads plate thickness or consist of different solid materials.
  • Such steel sheets and strips have comparatively high requirements in terms of strength, ductility, toughness, energy consumption, wear and their processability such as cold working, welding and / or
  • a method for producing a composite strip of steel is known, for example, from DE 101 24 594 A1.
  • Plating tape plated In a comparable method according to WO 02 / 45B85 A1, a reoxidation-preventing layer is applied on one or both sides during the passage through the rollers.
  • Another disadvantage here is the sharp jump in the properties of the composite material due to the plating, which complicates the optimum adaptation of the properties over the strip thickness corresponding to the respective requirements. Furthermore, the properties can not be varied over the bandwidth.
  • melt is fed from a feed system via a runner onto a revolving casting belt of a horizontal strip casting plant from a feed system.
  • the abandoned melt solidifies to a pre-strip with a thickness in the range between
  • high manganese content or high aluminum content lightweight steels can be produced in an ideal manner, which can be produced by conventional methods, such as continuous casting, difficult.
  • the high proportion of alloying constituents having a specific gravity well below the specific gravity of iron provides a weight reduction advantageous to the automotive industry while maintaining the previous design construction.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a strip of steel by means of horizontal strip casting, with which over the strip cross section and the strip length the required material properties can be variably adjusted. Furthermore, a device for carrying out the method should be provided. This object is achieved starting from the preamble in conjunction with the characterizing features of claim 1.
  • the method according to the invention is characterized in that, before the melt is applied to the casting belt, a coating mass consisting of a liquid or pasty carrier mass with additives introduced therein is applied to the side of the casting belt which comes into contact with the melt, dried before the melt is discharged, and then combined with the discontinuous melt material.
  • the additives can be metallic or non-metallic elements with which the material properties (such as mechanical, corrosion and wear properties) can be influenced in a targeted manner.
  • metallic oxides / nitrides / borides such as.
  • aiuminium oxide, zirconium oxide or yttrium oxide, titanium nitrides and ceramic oxides which depending on the melting temperature either deposit on the surface of the resulting steel strip or are introduced by melting in the material.
  • a drying unit which removes the liquid constituents from the coating mass prior to the application of the melt, so that only the additive of the coating mass is present on the casting belt surface.
  • the coating of the casting belt should therefore take place at a point where the casting belt still has sufficient residual heat.
  • Heat exchange between the melt and coating material are advantageously controlled so that the coating composition is completely or only partially melted, in the latter case, only the near-surface layer of the coating over
  • molten portions of the coating material act quasi as a separation layer between the melt and casting belt, the heat dissipation of the melt to the casting belt and thus the solidification rate of the melt can be influenced over the thickness of this separation layer advantageous.
  • the detachment of the tape can also by the separating function of the layer in the sense of a sizing, z. B. as oxidation protection can be improved. This separating layer then remains as a firmly adhering layer on the resulting steel strip.
  • the Zuleg istsanteil based on the base material is variably adjusted by the different thickness of the applied coating composition during strip casting, so that by alloying a steel strip with different properties over the strip length is created and thus partially load-optimized steel bands or steel strip sections are produced can.
  • the coating thickness can z. B. by blowing off or stripping the applied
  • Coating mass or be adjusted variably by changing the viscosity.
  • the coating composition z. B. applied in the manner on the casting belt that arranged in a below the casting belt and with the
  • Coating mass are controlled by the pressure force and / or the peripheral speed of the application roller. If necessary, the job roll is to be designed separately driven by a motor.
  • the material can be adjusted symmetrically or asymmetrically or flexibly over the width and length of the resulting steel strip according to the respective requirements.
  • appropriate alloying agents an adaptation to the required strength, toughness, corrosion or wear properties is possible in many areas.
  • oxides, nitrides or borides When oxides, nitrides or borides are added to the coating composition, they deposit on the surface of the resulting steel strip because of the higher melting point than steel and remain there as a firmly adhering layer which forms a separating layer between the casting belt and the melt.
  • the surface properties z, B. can be adjusted in terms of corrosion, wear, electrical or magnetic properties in a wide range.
  • the properties may additionally be influenced by the thickness of the deposited layer over the length and width of the cast strip.
  • Another advantage of the coating of the casting belt is the significantly lower wear by mechanical and thermal stress of the casting belt, whereby the
  • Strip casting process to produce a cast steel strip as a composite material with different adjustable property gradients in the strip transverse and longitudinal direction and thus to meet the requirements for site-specific material properties with respect to deformation, crash and wear behavior.
  • the further processing of the steel strip produced according to the invention can then be carried out in a known manner to a hot or cold strip by rolling with optional application of a coating.
  • the inventive method is basically suitable for the production of tapes made of a variety of metallic materials, especially for high-alloy lightweight steels with high Mn, Si and Al contents.
  • the invention provides the following advantages:
  • FIG. 1 shows a horizontal strip casting in a side view with a device according to the invention for applying a coating composition on a casting belt for selectively influencing the material properties of the resulting steel strip in the transverse and longitudinal direction.
  • the device for applying the coating material 7 on the casting belt 2.
  • the device consists of a
  • the application roller is driven by frictional engagement with the casting belt 2 and thus distributes the coating mass 7 uniformly on the underside of the casting belt 2.
  • the drying unit for complete drying of the coating mass before the melt is applied to the casting belt.
  • the coating composition can either be completely melted and thus the molten steel is alloyed or a firmly adhering coating is formed on the steel strip.
  • the heat transfer from the melt applied to the casting belt 2 to the coating compound 7 can be controlled so that the cast strand 5 or the resulting steel strip receives a coating 9, the thickness of which is adjustable over the strip length.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines gegossenen Bandes aus Stahl mit über den Bandquerschnitt und die Bandlänge einstellbaren Werkstoffeigenschaften, wobei eine Stahlschmelze über ein Schmelzgefäß auf ein umlaufendes Gießband einer horizontalen Bandgießanlage aufgegeben wird, zu einem Vorband erstarrt und wahlweise anschließend einem Warmwalzgang unterzogen wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum horizontalen Bandgießen von Stahl und ein Warmband. Dabei wird vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband auf die mit der Schmelze in Kontakt kommende Seite des Gießbandes eine Beschichtungsmasse bestehend aus einer Trägerflüssigkeit mit darin eingebrachten Zusatzstoffen aufgetragen, die vor Aufgabe der Schmelze getrocknet wird und sich anschließend mit der aufgegebenen Schmelze stoffschlüssig vereint.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen eines gegossenen Bandes mit über den Bandquerschnitt und die Bandlänge einstellbaren Werkstoffeigenschaften
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines gegossenen Bandes mit über den Bandquerschnitt und die Bandlänge einstellbaren Werkstoffeigenschaften gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 8.
Der stark umkämpfte Automobilmarkt zwingt die Hersteller ständig nach Lösungen zur Senkung des Flottenverbrauchs unter Beibehaltung eines höchstmöglichen Komforts und Insassenschutzes zu suchen. Dabei spielt einerseits die Gewichtsersparnis aller
Fahrzeugkomponenten eine entscheidende Rolle andererseits aber auch ein die passive Sicherheit der Passagiere förderndes Verhalten der einzelnen Bauteile bei hohen statischen und dynamischen Beanspruchungen im Betrieb und im Crashfall.
Die Vormaterialhersteller versuchen diesen Anforderungen durch die Bereitstellung belastungsoptimierter Bleche und Bänder aus Stahl {z. B. Taylored welded oder Taylored roiled Blanks) Rechnung zu tragen, die entsprechend den zu erwartenden Belastungen blechdickenoptimiert sind oder aus unterschiedlich festen Werkstoffen bestehen.
Derartige Stahl-Bleche und -Bänder müssen vergleichsweise hohen Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Dehnfähigkeit, Zähigkeit, Energieaufnahme, Verschleiß und ihrer Verarbeitbarkeit wie beispielsweise Kaltumformung, Schweißen und/oder
Oberflächenbehandlung genügen.
Nachteile belastungsoptimierter Stahl-Bleche sind bei den geschweißten Blechplatinen die aufwändigen Schneid- und Fügeprozesse sowie scharfe Eigenschaftsgradienten beim Werkstoffübergang.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbandes aus Stahl ist beispielsweise aus der DE 101 24 594 A1 bekannt. Hier wird ein nach dem Zweirollenverfahren direkt gegossenes ferritisches Kernband mit einem austenitischen oder hochlegierten ferritischen
Plattierungsband plattiert. Bei einem vergleichbaren Verfahren nach der WO 02/45B85 A1 wird ein-oder beidseitig eine eine Reoxidation verhindernde Schicht während des Durchlaufens durch die Rollen aufgebracht.
Nachteil ist auch hier der durch die Plattierung bedingte scharfe Sprung der Eigenschaften des Verbundwerkstoffes, der die den jeweiligen Anforderungen entsprechende optimale Anpassung der Eigenschaften über die Banddicke erschwert. Des Weiteren können die Eigenschaften über die Bandbreite nicht variiert werden.
Ein Verfahren zum Erzeugen von Warmbändern aus Leichtbaustahl mittels einer
horizontalen Bandgießanlage ist z. B. aus der Fachzeitschrift steel research 74 (2003), No. 11/12, page 724 - 731 , bekannt. Bei diesem Verfahren wird aus einem Aufgabesystem Schmelze aus einem Zulaufgefäß über eine Gießrinne auf ein umlaufendes Gießband einer horizontalen Bandgießanlage aufgegeben. Durch intensive Kühlung des Gießbandes erstarrt die aufgegebene Schmelze zu einem Vorband mit einer Dicke im Bereich zwischen
6 - 20mm. Nach der Durcherstarrung wird das Vorband einem Warmwalzprozess
unterzogen.
Mit diesem Verfahren lassen sich in idealer Weise beispielsweise hochmanganhaltige oder hochaluminiumhaltige Leichtbaustähle herstellen, die sich mittels konventioneller Verfahren, wie dem Stranggießen, nur schwer erzeugen lassen.
Bei diesen Leichtbaustählen wird durch den hohen Anteil von Legierungsbestandteilen mit einem spezifischen Gewicht weit unterhalb des spezifischen Gewichts von Eisen (z. B. Mn, Si, AI) eine für die Automobilindustrie vorteilhafte Gewichtsreduzierung unter Beibehaltung der bisherigen Konstruktionsbauweise erreicht.
Bislang ist es mit diesem bekannten Bandgießverfahren jedoch nicht möglich Stahlbänder herzustellen, die über den Bandquerschnitt und die Bandlänge belastungsoptimierte
Werkstoffeigenschaften bezüglich Verformungs-, Crash- oder Verschleißverhalten aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erzeugen eines Bandes aus Stahl mittels horizontalem Bandgießen anzugeben, mit dem über den Bandquerschnitt und die Bandlänge die geforderten Werkstoffeigenschaften variabel eingestellt werden können. Desweiteren soll eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden. Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das erfindungsgemaiie Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband auf die mit der Schmelze in Kontakt kommende Seite des Gießbandes eine Beschichtungsmasse bestehend aus einer flüssigen oder pastösen Trägermasse mit darin eingebrachten Zusatzstoffen aufgetragen, vor Aufgabe der Schmelze getrocknet wird und sich anschließend mit der aufgegebenen Schmelze stoff schlüssig vereint.
Die Zusatzstoffe können metallische oder nichtmetallische Elemente sein, mit denen die Werkstoffeigenschaften (wie z. B. mechanische -, Korrosions- und Verschleiß-Eigenschaften) gezielt beeinflusst werden können.
Dies können verschiedenste Metalle zum Auflegieren des Grundwerkstoffs oder auch metallische Oxide/Nitride/Boride, wie z. B. Aiuminiumoxid, Zirkonoxid oder Yttriumoxid, Titannitride sowie keramische Oxide sein, welche je nach Schmelztemperatur sich entweder auf der Oberfläche des entstehenden Stahlbandes abscheiden oder durch Aufschmelzen in den Werkstoff eingebracht werden.
Wichtig ist, dass vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband etwaige noch nicht getrocknete flüssige Bestandteile der Beschichtungsmasse entfernt werden, um ein eruptives Verdampfen bei der Aufgabe der Schmelze und dadurch bedingte Fehler, wie Poren oder Lunker, im erstarrenden Gießstrang bzw. Stahlband zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird deshalb eine Trocknungseinheit vorgesehen, die die flüssigen Bestandteile aus der Beschichtungsmasse vor der Aufgabe der Schmelze entfernt, so dass nur noch der Zusatzstoff der Beschichtungsmasse auf der Gießbandoberfläche vorhanden ist.
Alternativ ist es auch möglich, die Restwärme des Gießbandes von der zuvor aufgegebenen Schmelze für die Trocknung zu nutzen. Das Beschichten des Gießbandes sollte daher an einer Stelle erfolgen, an der das Gießband noch eine ausreichende Restwärme aufweist. Durch Aufschmelzen der der Beschichtungsmasse zugesetzten metallischen Elemente beim Aufgießen der Schmelze auf das Gießband, findet eine Durchmischung der flüssigen Phasen statt, so dass die aufgegebene Schmelze im Bereich der Durchmischung auflegiert wird.
Über eine zusätzliche Kühlung des Gießbandes durch Veränderung der Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse oder der Gießgeschwindigkeit kann der
Wärmeaustausch zwischen Schmelze und Beschichtungsmasse vorteilhaft so gesteuert werden, dass die Beschichtungsmasse vollständig oder nur teilweise aufgeschmolzen wird, wobei im letzteren Fall nur die oberflächennahe Schicht der Beschichtung über
Diffusionsvorgänge mit dem Grundwerkstoff reagiert, so dass das aus dem Gießstrang nach der Abkühlung entstandene Stahlband direkt nach dem Erstarren eine Beschichtung aus den der Beschichtungsmasse zugegebenen Legierungselementen aufweist. Die spezifischen Werkstoffeigenschaften des so hergestellten Stahlbandes sind im Bereich der Auflegierung anforderungsbezogen über den Gehalt an Legierungselementen einstellbar.
Bei nur teilweisem Aufschmelzen der Beschichtungsmasse tritt ein weiterer die
Werkstoffeigenschaften beeinflussender Effekt auf. Dadurch, dass die nicht
aufgeschmolzenen Anteile der Beschichtungsmasse quasi als Trennschicht zwischen Schmelze und Gießband fungieren, kann über die Dicke dieser Trennschicht vorteilhaft die Wärmeabfuhr der Schmelze an das Gießband und damit die Erstarrungsgeschwindigkeit der Schmelze beeinflusst werden. Das Ablösen des Bandes kann darüber hinaus durch die trennende Funktion der Schicht im Sinne einer Schlichte, z. B. als Oxidationsschutz, verbessert werden. Diese Trennschicht verbleibt dann als fest haftende Schicht auf dem entstehenden Stahlband. in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird durch die unterschiedliche Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse der Zulegierungsanteil bezogen auf den Grundwerkstoff variabel während des Bandgießens eingestellt, so dass durch das Auflegieren ein Stahlband mit unterschiedlichen Eigenschaften über die Bandlänge entsteht und so abschnittweise belastungsoptimierte Stahlbänder bzw. Stahlbandabschnitte erzeugt werden können. Die Beschichtungsdicke kann z. B. durch Abblasen oder Abstreifen der aufgetragenen
Beschichtungsmasse oder durch Veränderung der Viskosität variabel eingestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird über die Breite des
Gießbandes eine Beschichtung mit jeweils unterschiedlicher Legierungszusammensetzung und/oder unterschiedlicher Dicke aufgetragen, so dass entsprechende unterschiedliche Eigenschaften auch über die Breite des entstehenden Stahlbandes eingestellt werden können.
Vorrichtungstechnisch wird die Beschichtungsmasse z. B. in der Weise auf das Gießband aufgetragen, dass in einen unterhalb des Gießbandes angeordneten und mit der
Beschichtungsmasse befüllten Behälter eine Auftragsroile eintaucht und diese auf dem sich fortbewegenden Gießband abrollt. Hierbei kann die Dicke der aufzutragenden
Beschichtungsmasse über die Andruckkraft und/oder die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragsrolle gesteuert werden. Im Bedarfsfall ist dafür die Auftragsrolle separat motorisch antreibbar auszulegen.
Die Werk Stoffe igen sc haften können demzufolge erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise symmetrisch oder asymmetrisch oder den jeweiligen Anforderungen entsprechend flexibel über die Breite und Länge des entstehenden Stahlbandes eingestellt werden. Über die Zugabe entsprechender Legierungsmittel ist so in weiten Bereichen eine Anpassung an die geforderten Festigkeits-, Zähigkeits-, Korrosions- oder Verschleißeigenschaften möglich.
Beim Zusatz von Oxiden, Nitriden oder Boriden zur Beschichtungsmasse scheiden sich diese wegen des höheren Schmelzpunktes als Stahl auf der Oberfläche des entstehenden Stahlbandes ab und verbleiben dort als stoffschlüssig verbundene, festhaftende Schicht, die eine Trennschicht zwischen Gießband und Schmelze bildet.
Durch das Abscheiden dieser Zusatzstoffe auf dem entstehenden Stahlband können so die Oberflächeneigenschaften z, B. hinsichtlich Korrosion, Verschleiß, elektrischer oder magnetischer Eigenschaften in weiten Bereichen eingestellt werden. Wahlweise können die Eigenschaften zusätzlich über die Dicke der abgeschiedenen Schicht über Länge und Breite des gegossenen Bandes beeinflusst werden.
Versuche haben gezeigt, dass das Vorhandensein einer Trennschicht zwischen erstarrender Stahlschmelze und Gießband zusätzlich zu einer Vergleichmäßigung der Wärmeabfuhr und damit zu einer Vergleichmäßigung der geometrischen Gestalt über die Breite des erzeugten Stahlbandes beim Abheben vom Gießband führt. Dies vereinfacht die Zuführung zu den nachgeschalteten Produktionsanlagen in erheblichem Maße, weil ein vorheriges Richten des Stahlbandes damit entfälit. Hierfür hat sich die Verwendung von Bornitrid in der Beschichtungsmasse als vorteilhaft herausgestellt.
Ein weiterer Vorteil der Beschichtung des Gießbandes ist der deutlich geringere Verschleiß durch mechanische und thermische Beanspruchung des Gießbandes, wodurch die
Instandhaltungskosten deutlich reduziert werden können.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es erstmals möglich, mit dem horizontalen
Bandgießverfahren ein gegossenes Stahlband als Verbundwerkstoff herzusteilen mit unterschiedlich einstellbaren Eigenschaftsgradienten in Bandquer- und -längsrichtung und damit die Forderungen nach ortsspezifischen Materialeigenschaften bezüglich Verformungs-, Crash- und Verschleißverhalten zu erfüllen.
Die Weiterverarbeitung des erfindungsgemäß erzeugten Stahlbandes kann anschließend in bekannter Weise zu einem Warm- oder Kaltband durch Walzen wahlweise mit Aufbringen einer Beschichtung erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich für die Erzeugung von Bändern aus den verschiedensten metallischen Werkstoffen geeignet, insbesondere auch für hochlegierte Leichtbaustähle mit hohen Mn-, Si- und AI-Gehalten.
Zusammenfassend ergeben sich aus der Erfindung folgende Vorteile:
• kostengünstige Realisierung von Kombinationen unterschiedlicher Bandquer- und längseigenschaften,
• Band eigen schaffe ohne scharfen Eigenschaftssprung fließend einstellbar,
• durch einstellbaren Durchmischungsgrad Nutzung bereichsweise verschiedener Legierungszusammensetzungen zur Erzeugung von Festigkeitsgradienten bzw. ortsspezifischer Verformungs-/Crasheigenschaften.
Anhand einer in einer schematischen Darstellung gezeigten Figur wird das
erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Die Figur zeigt eine horizontale Bandgießanlage in einer Seitenansicht mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf ein Gießband zur gezielten Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften des entstehenden Stahlbandes in Quer- und Längsrichtung.
Zu erkennen ist ein Schmelzgefäß 1 , aus dem flüssige Stahlschmelze auf ein um eine vordere Umlenkrolle 3 und hintere Umlenkrolle 4 umlaufendes Gießband 2 als Gießstrang 5 aufgegeben wird.
Unterhalb des Gießbandes 2 befindet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen der Beschichtungsmasse 7 auf das Gießband 2. Die Vorrichtung besteht aus einem
Behälter 6 mit einer darin befindlichen flüssigen oder pastösen Beschichtungsmasse 7 und einer in die Beschichtungsmasse 7 eintauchenden Auftragsrolle 8, die mit dem umlaufenden Gießband 2 in Kontakt steht. Die Auftragsrolle wird durch Reibschluss mit dem Gießband 2 angetrieben und verteilt so die Beschichtungsmasse 7 gleichmäßig auf der Unterseite des Gießbandes 2. Nicht dargestellt ist hier die Trocknungseinheit zum vollständigen Trocknen der Beschichtungsmasse vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband.
Durch Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze auf dem Gießband 2 kann die Beschichtungsmasse entweder vollständig aufgeschmolzen und damit die Stahlschmelze auflegiert werden oder eine festhaftende Beschichtung auf dem Stahlband entsteht.
Durch eine hier nicht dargestellte Kühlung des Bandes nach Aufgabe der Schmelze kann in Abhängigkeit von der Wahl der Zusatzstoffe in der Beschichtungsmasse, der Dicke der Beschichtung oder der Gießgeschwindigkeit, der Wärmeübergang von der auf das Gießband 2 aufgegebenen Schmelze zur Beschichtungsmasse 7 so gesteuert werden, dass der Gießstrang 5 bzw. das entstehende Stahlband eine Beschichtung 9 erhält, deren Dicke über die Bandlänge einstellbar ist.
Über hier ebenfalls nicht dargestellte mehrere über die Breite des Gießbandes 2 verteilte Auftragsvorrichtungen können unterschiedliche Zusammensetzungen von
Beschichtungsmassen 7 auf das Gießband 2 aufgetragen und so unterschiedliche
Eigenschaften und Eigenschaftsgradienten des Stahlbandes auch über die Breite erreicht werden. Bezugszeichenliste
Nr. Bezeichnung
1 Schmelzgefäß
2 Gießband
3 vordere UmSenkrolle
4 hintere Umlenkrolle
5 Gießstrang
6 Behälter
7 Beschichtungsmasse
8 Auftragsrolle
9 Beschichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen eines gegossenen Bandes aus Stahl mit über den
Bandquerschnitt und die Bandlänge einstellbaren Werkstoffeigenschaften, wobei eine Stahlschmelze über ein Schmelzgefäß (1 ) auf ein umlaufendes Gießband (2) einer horizontalen Bandgießaniage aufgegeben wird, zu einem Vorband erstarrt und wahlweise anschließend einem Warmwalzvorgang unterzogen wird
dadurch gekennzeichnet,
dass vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband (2) auf die mit der Schmelze in Kontakt kommende Seite des Gießbandes (2) eine Beschichtungsmasse (7), bestehend aus einer Trägerflüssigkeit mit darin eingebrachten Zusatzstoffen aufgetragen, die Beschichtungsmasse zur Entfernung der flüssigen Bestandteile vor Aufgabe der Schmelze getrocknet wird und sich anschließend die getrocknete Beschichtungsmasse mit der aufgegebenen Schmelze stoffschlüssig vereint.
2. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trägerflüssigkeit zur gezielten Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften, metallische oder nichtmetailische Elemente enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trägerflüssigkeit Legierungselemente, wie z. B. Cr, W, Co, Mo, Si, C enthält und diese durch Aufschmelzen die aufgegebene Schmelze auflegieren.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trägerflüssigkeit Oxide, Nitride oder Boride mit einem höheren
Schmelzpunkt als Stahl enthält, die nach dem Aufgeben der Schmelze im
Wesentlichen als festhaftende Beschichtung auf dem entstehenden Stahlband verbleiben.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4
dadurch gekennzeichnet,
dass über eine zusätzliche Kühlung des Gießbandes, der Dicke der auf das
Gießband aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) und/oder der Gießgeschwindigkeit der Schmelze der Wärmeaustausch zwischen Schmelze und getrockneter
Beschichtungsmasse und damit der Grad des Aufschmelzens der getrockneten Beschichtungsmasse (7) gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5
dadurch gekennzeichnet,
dass bei nur teilweisem Aufschmelzen der getrockneten Beschichtungsmasse (7) durch die Schmelzenaufgabe der nicht aufgeschmolzenen Anteil der getrockneten Beschichtungsmasse (7) als BeSchichtung (9) auf der Oberfläche der mit der Schmelze in Kontakt kommenden Seite des Gießstrangs bzw. des daraus entstehenden Stahlbandes verbleibt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6
dadurch gekennzeichnet,
dass über die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) der Wärmeübergang zwischen Gießband (2) und Stahlschmelze und damit die Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze gesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtungsmasse (7) in flüssiger oder pastöser Form auf das Gießband (2) aufgetragen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) variabel einsteilbar ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der Beschichtung (9) durch mechanisches Abstreifen und/oder durch Abblasen der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) eingestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der Beschichtungsmasse (7) über deren Viskosität eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtungsmasse (7) von der Unterseite des Gießbandes (5) aufgetragen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtungsmasse (7) mechanisch aufgetragen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtungsmasse (7) mittels eines mit der Beschichtungsmasse (7) gefüllten Behälters (6) und einer darin eintauchenden Auftragsrolle (8) mit elastischer Oberfläche auf das Gießband (2) aufgetragen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) über die Höhe der Andruckkraft der Auftragsrolle (8) auf das Gießband (2) eingestellt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) über die
Umfangsgeschwindigkeit der Auftragsrolle (8) und/oder über die Gießgeschwindigkeit der Stahlschmelze eingestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 14
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) über die
Oberflächentextur der elastischen Oberfläche der Auftragsrolle (8) eingestellt wird. 8. Einrichtung zum horizontalen Bandgießen von Stahl, insbesondere von
hochmanganhaltigem oder hochaluminiumhaltigem Leichtbaustahl, zur Erzeugung eines gegossenen Stahlbandes, bestehend aus einem die Schmelze enthaltenden Gefäß (1) zur Aufgabe der Schmelze auf ein über zwei Umlenkrollen (3), (4) umlaufendes und gekühltes Förderband als Gießband (2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 17
dadurch gekennzeichnet,
dass an der mit der Schmelze in Kontakt kommenden Seite des Gießbandes (2) eine Vorrichtung zum Auftragen einer flüssigen oder pastosen Beschichtungsmasse {7) auf das Gießband (5) angeordnet ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung aus einem mit der Beschichtungsmasse (7) gefüllten Behälter (6) und einer darin eintauchenden und auf der Gießbandoberfläche abrollenden Auftragsrolle (8) besteht.
20. Einrichtung nach Anspruch 18 und 19
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorrichtung zum Auftragen der Beschichtungsmasse (7) eine
Trocknungsvorrichtung zum Entfernen der flüssigen Bestandteile nachgeschaltet ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 20
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trocknungsvorrichtung eine induktive Wärmequelle ist.
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