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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Metallbandes mit einer Zweiwalzen- giesseinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Zweiwalzengiesseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Vorzugsweise wird eine derartige Zweiwalzengiesseinrichtung zur Herstellung eines Stahlbandes mit geringer Dicke, insbesondere in einem Dickenbereich von 1,0 mm bis 10 mm verwendet.
Die Zentralkomponente einer Zweiwalzengiessanlage ist von zwei gegensinnig rotierenden Giesswalzen mit parallel zueinander angeordneten Giesswalzenachsen und zwei an den gegenüber- liegenden Stirnseiten der Giesswalzen anliegenden Seitenplatten gebildet. Der Abstand der beiden Giesswalzenachsen zueinander ist so eingestellt, dass die Mantelflächen der Giesswalzen einen im wesentlichen parallelen Giessspalt bilden, der der Giessdicke des zu giessenden Metallbandes entspricht. Die Mantelflächen der zusammenwirkenden Giesswalzen und die beiden Stirnseiten der Seitenplatten bilden einen in Umfangsrichtung geschlossenen Raum für die Aufnahme der Metall- schmelze, die über einem Zufluss zugeleitet wird, an den gekühlten Mantelflächen der Giesswalzen erstarrt und in Form eines zumindest weitgehend durcherstarrten Metallbandes aus dem Giessspalt ausgefördert wird.
Eine Anlage dieser Bauart und Funktion ist beispielsweise aus der WO 98/04369 bereits bekannt.
Die Stirnseiten der Giesswalzen liegen mit geringer Toleranz in parallelen Ebenen. Die an den Stirnseiten der Giesswalzen anliegenden Seitenplatten bestehen aus feuerfestem Material und sind in einem Tragrahmen eingebettet, der Teil eines Seitenplattenmanipulators oder einer Stütz- und Tragvorrichtungen für die Seitenplatten ist. Derartige Einrichtungen sind in vielen Ausführungsfor- men, wie beispielsweise aus der EP-A 714 715 oder der EP-B 620 061 bekannt.
Die aus feuerfestem Material hergestellten Seitenplatten werden gegen die Stirnseiten der Giesswalzen mit vorgegebenem Druck angepresst, um ein dichtes Anliegen an diesen Stirnseiten sicherzustellen. Die Seitenplatten sind hohen und örtlich unterschiedlichen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Im Schmelzenpool und im Bereich des Giessspaltes besteht ein direkter Kontakt mit der Metallschmelze und damit ein erheblicher thermischer bzw. chemischer Verschleiss ; im Bereich der Kontaktfläche von Seitenplatten und Stirnseiten der Giesswalzen kommt es vorwiegend zu mechanischer Abnützung durch die Relativbewegung der Bauteile unter Druck und erhöhter Temperatur.
Um den Gesamtverschleiss zu minimieren und die Lebensdauer der Seitenplatten zu erhöhen, sind bereits Lösungen bekannt, bei denen die Seitenplatten entspre- chend den örtliche Beanspruchungen aus verschiedenen Materialien gefertigt sind (WO 98/04369).
Zur Kompensation des Verschleisses und zur Aufrechterhaltung eines dichten Anliegens wer- den die Seitenplatten nach dem Stand der Technik gegen die Giesswalzenoberfläche gepresst oder kontinuierlich in Richtung auf die Giesswalzenmantelfläche zubewegt.
Bei der gattungsbildenden Ausführungsform einer Zweiwalzengiesseinrichtung, wie sie bei- spielsweise aus der EP-A 714 715 oder der EP-B 620 061 bekannt ist, werden stirnseitig an die Giesswalzen angestellte Seitenplatten laufend unter Anpressdruck gehalten. In Abhängigkeit vom eingestellten Anpressdruck und der Giessgeschwindigkeit kommt es zu einer kontinuierlichen Abnützung der Seitenplatten über den Produktionszyklus, der die erreichbare Giessdauer limitiert.
Ein weiterer unangenehmer, prozesstechnischer Nebeneffekt dieser Anordnung ist die Entwicklung von Verschleissmarken an der Kontaktfläche zwischen Seitenplatten und erstarrter Bandschale.
Demgegenüber ist es aus der EP-B 285 963 und der EP-B 380 698 für eine andere Anordnung von Giesswalzen und Seitenplatten bekannt, die feuerfesten Seitenplatten über einen Teilbereich ihrer Dicke auf einem schmalen Randstreifen der Giesswalzen aufzusetzen und die Seitenplatte während des Giessvorganges mit einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit in Richtung zum Giessspalt zu bewegen. Gemäss der beschriebenen konstruktiven Lösungen sind die Seitenplatten auf einer Trägerplatte fixiert oder in einem Rahmen geführt und werden durch einen Spindeltrieb, eine Zahnstange oder ähnliche mechanische Mittel gegen die Giesswalzen bewegt. Die Giesswalzen sind stirnseitig mit Verschleissscheiben belegt, die für ein entsprechendes Abriebverhalten sorgen, ohne dass die teuren Giesswalzen selbst einem Verschleiss durch die Seitenplatten unterliegen.
Einerseits wirken sich die umlaufenden Kontaktrillen zwischen Verschleissscheiben und Seitenplat- ten wegen der unterschiedlichen Temperatur der beiden Bauteile negativ auf die Bandkantenbil- dung aus, andererseits ist durch die ausschliesslich mechanische Vertikalführung der Seitenplatten die stirnseitige Abdichtung des Schmelzenraumes nicht ausreichend gewährleistet.
Aus der JP-A 2-46951 ist eine Anordnung der Seitenplatten zu entnehmen, die eine Bewegung
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der Seitenplatten in Achsrichtung der Giesswalzen und in Giessrichtung ermöglicht. Mit dieser An- ordnung ist eine Anstellbewegung in zwei Normalrichtungen und damit das Herstellen eines dich- ten Kontaktes zwischen den Seitenplatten und den Giesswalzen annähernd möglich. Aus den Fig. 4 und 5 der JP-A 2-46951 und der zugehörigen Beschreibung ist ein Arbeitsverfahren entnehmbar, für welches in Fig. 4 der Zustand vor Beginn des Eingiessens von Schmelze und in Fig. 5 der Giess- zustand dargestellt ist. Flache Seitendämme werden vor Giessbeginn gegen die rauen Stirnseiten der Giesswalzen gedrückt, dort eingeschliffen und abgerieben.
Bei diesem Vorgang sind die beiden Giesswalzen in engerer Position zueinander als bei Giessbeginn, fallweise ist kein Giessspalt vor- handen. Anschliessend beginnt das Eingiessen der Schmelze und es wird der Betriebsgiessspalt durch Auseinanderbewegen der Giesswalzen eingestellt. Dabei geht jedoch zwangsweise der dichte Kontakt der Seitenplatten mit den Walzenmantelflächen wieder verloren, sodass ein weiterer Einschleifvorgang in Giessrichtung stattfinden muss. Während des stationären Giessvorganges werden die Seitenplatten mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Giessrichtung bewegt.
Aus der JP-A 63-26243 ist eine längsgeteilte Seitenplatte mit Anstelleinrichtungen bekannt, die eine unabhängige Anstellbewegung in zwei Richtungen ermöglicht. Auch diese Lösung gibt keine Hinweise auf einen optimierten Giessbetrieb, insbesondere in der Startphase. Eine funktionstüchti- ge Anstelleinrichtung, mit der ein optimierter Fahrbetrieb möglich ist, ist weder der JP-A 2-46951 noch der JP-A 63-26243 entnehmbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren zur Erzeugung eines Metallbandes in einer Zweiwalzengiesseinrich- tung und die hierzu notwendige Zweiwalzengiesseinrichtung vorzuschlagen, wobei sowohl zu Giessbeginn eine vollständige Abdichtung des Schmelzenraumes gewährleistet wird, gleicherma- #en wie beim Durchgang von parasitären Erstarrungen durch den Giessspalt. Weiters soll der horizontale Verschleiss der Seitenplatten an der Kontaktfläche mit den Giesswalzen-Stirnseiten gleichermassen verringert werden, wie der Verschleiss in der Kontaktfläche der Seitenplatten mit den erstarrten Bandschalen und gleichzeitig eine bessere Bandkantenqualität beim Austritt aus dem Giessspalt erreicht werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemässen Art dadurch erreicht, dass die Seitenplatten in Abhängigkeit von den Verschleisseigenschaften des verwendeten Feuerfest- Materials gegen die Giesswalzen bewegt werden.
Die Werkstoffe für die Seitenplatten müssen eine hohe thermische Belastbarkeit, eine hohe Thermoschockbeständigkeit, eine hohe Abriebfestigkeit bei Kontakt mit der Metallschmelze und der Giesswalzenoberfläche, sowie Resistenz gegen chemische Erosion und Korrosion aufweisen.
Derartige Werkstoffe bestehen aus einem Stoffgemisch aus mehreren Komponenten feuerfester Grundwerkstoffe, wie Si02, AI203, BN, Si3N4, Zr02, Graphit etc. Die Seitenplatten werden in Ab- hängigkeit von den Verschleisseigenschaften des verwendeten Feuerfest-Materials gegen die Giesswalzen bewegt. Die Seitenplatten sind einteilig ausgebildet. Sofern sie abschnittsweise unter- schiedliche Materialien enthalten, um den Kontakt mit der Giesswalze und der Metallschmelze optimal zu entsprechen, sind diese Seitenplattenteile in einem gemeinsamen Tragrahmen zu einem gemeinsam bewegbaren Bauteil zusammengefügt.
Nach einer zweckmässigen Ausführungsform wird das erste Zeitintervall von drei Abschnitten gebildet und zwar von . einer Startphase, bei der die Seitenplatten während einer Zeitspanne von maximal 90 sec mit einer Vorschubgeschwindigkeit, die einem Materialverschleiss an den Seitenplatten von weniger als 50 mm/h, vorzugsweise von 1 mm/h bis 30 mm/h entspricht, gegen die Stirnsei- ten der Giesswalzen bewegt werden, . einer Übergangsphase, bei der die Seitenplatten während einer Zeitspanne von maximal
3 min mit einer Vorschubgeschwindigkeit, die einem Materialverschleiss an den Seitenplatten von weniger als 20 mm/h entspricht, gegen die Stirnseiten der Giesswalzen bewegt werden und .
einer stationären Betriebsphase, bei der die Seitenplatten mit einer Vorschubgeschwindig- keit, die einem Materialverschleiss an den Seitenplatten zwischen 0,2 mm/h und 4 mm/h ent- spricht, gegen die Stirnseiten der Giesswalzen bewegt werden.
Somit werden bei diesem Verfahren innerhalb bestimmter Zeitintervalle vorgegebene Ver- schleissraten an den Seitenplatten durch Steuerung oder Regelung der Vorschubgeschwindigkeit in
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Richtung der Giesswalzenachsen erzielt und auf diese Weise ein problemloses Anfahren der Zwei- walzengiessanlage ermöglicht.
Nach einer weiteren zweckmässigen Ausführungsform wird das erste Zeitintervall von drei Ab- schnitten gebildet und zwar von . einer Startphase, bei der die Seitenplatten während einer Zeitspanne von maximal 90 sec mit einem Anpressdruck, der einem Materialverschleiss an den Seitenplatten von weniger als
50 mm/h, vorzugsweise von 1 mm/h bis 30 mm/h entspricht, gegen die Stirnseiten der
Giesswalzen gepresst werden, . einer Übergangsphase, bei der die Seitenplatten während einer Zeitspanne von maximal
3 min mit einem Anpressdruck, der einem Materialverschleiss an den Seitenplatten von we- niger als 20 mm/h entspricht, gegen die Stirnseiten der Giesswalzen gepresst werden und .
einer stationären Betriebsphase, bei der die Seitenplatten mit einem Anpressdruck, der ei- nem Materialverschleiss an den Seitenplatten zwischen 0,2 mm/h und 4 mm/h entspricht, gegen die Stirnseiten der Giesswalzen gepresst werden.
Bei beiden alternativen Verfahren werden innerhalb bestimmter Zeitintervalle vorgegebene Verschleissraten an den Seitenplatten durch Steuerung oder Regelung des Anpressdruckes in Richtung der Giesswalzenachsen erzielt und auf diese Weise ein problemloses Anfahren der Zwei- walzengiessanlage ermöglicht.
Durch die Kombination von horizontaler Bewegung der Seitenplatten in Richtung der Giesswal- zenachsen und vertikaler Bewegung der Seitenplatten in Giessrichtung wird durch den Abrieb eine Stufe in der Seitenplatte erzeugt, die sowohl eine stirnseitige als auch eine umfangsseitige Dicht- fläche und damit Abdichtung ermöglicht. Durch entsprechende Kombination der beiden Bewegun- gen werden beide Dichtflächen kontinuierlich oder in Zeitintervallen erneuert.
Die Abdichtung des Schmelzen raumes wird dadurch erreicht, dass im ersten Zeitintervall eine Vorschubbewegung der Seitenplatten in Richtung der Giesswalzenachsen erfolgt und so ein Ein- schleifen der Seitenplatten an den Stirnseiten der Giesswalzen erfolgt und erst dazu zeitversetzt durch eine Vertikalbewegung in Giessrichtung ein Einschleifen der Seitenplatten an der Mantelflä- che der Giesswalzen in einem Masse erfolgt, das dem jeweiligen Verschleiss durch die Bewegung der Seitenplatten in Richtung der Giesswalzenachsen entspricht.
Eine Erneuerung der beiden Dichtflächen wird zweckmässig dadurch erreicht, dass in zeitlicher Abfolge das erste Zeitintervall zumindest in einem Teilabschnitt das zweite Zeitintervall überlagert.
Dies kann aber auch dadurch erreicht werden, dass in zeitlicher Abfolge das zweite Zeitinter- vall zumindest in einem Teilabschnitt das erste Zeitintervall überlagert.
Das erste Zeitintervall beginnt mit dem Zuführen der Metallschmelze in den Schmelzenraum oder vorher. Ein gewisser zeitlicher Vorlauf ermöglicht die Überbrückung von fertigungs- oder montagebedingten Schiefstellungen der Seitenplatten sowie fertigungs- oder thermisch bedingten Verformungen der Seitenplatten und den daraus resultierenden Spalten zwischen Giesswalzen und Seitenplatten durch den Einschleifvorgang.
Bei beiden zuvor beschriebenen Varianten beginnt das zweite Zeitintervall spätestens 30 min, vorzugsweise bereits 10 min nach Beginn des ersten Zeitintervalls. Um den Vorteil der zweiseiti- gen, sowohl stirnseitigen als auch umfangsseitigen Abdichtung des Raumes für die Schmelzenauf- nahme weitgehend zu nutzen, beginnt das zweite Zeitintervall im wesentlichen mit Beginn der stationären Betriebsphase.
Analog zu den beiden oben beschriebenen Verfahrensweisen für das erste Zeitintervall ist glei- chermassen für das zweite Zeitintervall vorgesehen, dass die Seitenplatten während dieses zweiten Zeitintervalls mit einer Vorschubgeschwindigkeit, die einem Materialverschleiss an den Seitenplat- ten von 2 mm/h bis 20 mm/h, vorzugsweise 4,0 bis 10mm/h, entspricht, gegen einen Abschnitt der Mantelfläche der Giesswalzen bewegt wird, oder dass die Seitenplatten während des zweiten Zeitintervalls mit einem Anpressdruck, der einem Materialverschleiss an den Seitenplatten von 2 mm/h bis 20 mm/h, vorzugsweise 4,0 bis 10 mm/h, entspricht, gegen einen Abschnitt der Mantel- fläche der Giesswalzen gepresst werden.
Die in die Seitenplatten eingeschliffenen Dichtflächen werden während des laufenden Giessbe- triebes allmählich beschädigt und durch Erosion und Korrosion abgebaut, sodass es für die Erzeu- gung eines einwandfreien Metallbandes ausreicht, wenn die Seitenplatten während des zweiten Zeitintervalls intermittierend bewegt werden, wobei Bewegungsphasen und Stillstandsphasen
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einander abwechseln und die Stillstandphasen der Seitenplatten 30 min, vorzugsweise 5 min, nicht überschreiten. Hierbei ist es ausreichend, wenn die Seitenplatten während jeder Bewegungsphase um 0,01 bis 2,0 mm, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 mm, gegen einen Abschnitt der Mantelfläche der Giesswalzen bewegt werden.
Nach dem Einsetzen einer neuen feuerfesten Seitenplatte in die Seitenplatten-Tragvorrichtung oder den Seitenplatten-Manipulator ist es vorteilhaft, wenn dem ersten Zeitintervall eine Einschleif- phase unmittelbar vorgeordnet wird, bei der die Seitenplatten während einer Zeitspanne von maxi- mal 120 sec mit einer Vorschubgeschwindigkeit oder einem Anpressdruck, die/der einem mittleren Materialverschleiss an den Seitenplatten von mindestens 10 mm/h, vorzugsweise mindestens 20 mm/h, entspricht, gegen die Stirnseiten der Giesswalzen gepresst werden. Die Ausbildung der Dichtflächen an den Seitenplatten wird günstig beeinflusst, wenn die Seitenplatten während eines Teilabschnittes dieser Einschleifphase gegebenenfalls zusätzlich mit hohem Anpressdruck in Giessrichtung gegen einen Abschnitt der Mantelflächen der Giesswalzen gepresst werden.
Eine zweckmässig Vorbereitungsphase, um die Seitenplatten für den Giessvorgang vorzuberei- ten, besteht auch darin, dass dem ersten Zeitintervall eine Einschleifphase vorgeordnet wird, bei der ein mittlerer horizontaler Materialverschleiss an den Seitenplatten von mindestens 0,3 mm erzielt wird, wobei diese Einschleifphase bei kalten oder vorgeheizten Seitenplatten erfolgt und gegebenenfalls zwischen dieser Einschleifphase und dem Beginn des ersten Zeitintervalls eine Zwischenerhitzung erfolgt. Zu diesem Zweck sind an der Rückseite der Seitenplatten Heizeinrich- tungen vorgesehen, die von Gasbrennern oder elektrischen Heizeinrichtungen, wie Induktionshei- zungen etc. gebildet werden können.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird mit einer Zweiwalzengiesseinrichtung mit zwei parallel an- geordneten Giesswalzen und zwei an die Stirnseiten und Abschnitte der Mantelflächen der Giess- walzen anstellbare und in Seitenplatten-Tragvorrichtungen abgestützten Seitenplatten dadurch gelöst, . dass jede Seitenplatten-Trageinrichtung Horizontalführungen für die Umsetzung einer Vor- schubbewegung der Seitenplatte in Richtung der Giesswalzenachsen aufweist, . dass jeder Seitenplatten-Trageinrichtung eine Horizontalverstelleinrichtung für die horizonta- le Verlagerung der Seitenplatte und eine Positionserfassungseinrichtung für die Horizontal- position der Seitenplatte zugeordnet ist, . dass jede Seitenplatten-Trageinrichtung Vertikalführungen für die Umsetzung einer Vor- schubbewegung der Seitenplatte in Giessrichtung, bezogen auf den Giessspalt, aufweist, .
dass jeder Seitenplatten-Trageinrichtung eine Vertikalverstelleinrichtung für die vertikale
Verlagerung der Seitenplatte und eine Positionserfassungseinrichtung für die Vertikalpositi- on der Seitenplatte zugeordnet ist, . dass eine Recheneinheit über Signalleitungen mit den Horizontalverstelleinrichtungen, den
Vertikalverstelleinrichtungen und den Positionserfassungseinrichtungen zur Übermittlung von Mess- und Steuersignalen verbunden ist.
Die Begriffe "horizontal" und "vertikal" sind hierbei als Richtungsangaben keinesfalls aus- schliesslich in Beziehung zur Schwerkraftwirkung auszulegen. Der Begriff "horizontal" orientiert sich an den parallelen Giesswalzenachsen und deren Längserstreckung. Der Begriff "vertikal" orientiert sich an der Giessrichtung in der engsten Stelle des von den Giesswalzen gebildeten Giessspaltes (kissing point). Je nach Lage der Giesswalzen zueinander sind daher von der Wirkrichtung der Schwerkraft abweichende Richtungen möglich.
Bei Zugrundelegung entsprechender Prozessmodelle ermöglicht dieser Anlagenaufbau einen prozessgesteuerten Ablauf der Seitenplattenanstellung entsprechend einem vorgebenen Ablauf- plan unter Berücksichtigung von Eingangsbedingungen, wie Stahlqualitäten, Schmelzen- und Überhitzungstemperatur, Giessdicke, Giessgeschwindigkeit, Seitenplattenwerkstoffe etc., sowie die Berücksichtigung von aktuellen Störungen im Produktionsprozess, wie unregelmässigen Seitenplat- tenverschleiss, Änderungen der Giessgeschwindigkeit und ähnlichem.
Eine zweckmässige Ausgestaltung der Zweiwalzengiesseinrichtung besteht darin, dass den Ho- rizontalverstelleinrichtungen und den Vertikalverstelleinrichtungen einzelne Anpressdruck- Messeinrichtungen zur Ermittlung des Anpressdruckes der Seitenplatten an die Giesswalzen in horizontaler und vertikaler Richtung zugeordnet sind und die Horizontalverstelleinrichtungen und Vertikalverstelleinrichtungen über Signalleitungen mit der Recheneinheit verbunden sind. Die
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Druckmessung ermöglicht Rückschlüsse auf den aktuellen Seitenplattenverschleiss und liefert Messdaten als Basis für eine kontinuierliche Verbesserung des erfindungsgemässen Anfahrverfah- rens, insbesondere bei Einbindung von selbstlernenden Systemen und neuronalen Netzwerken in das Regel- und Leitsystem der Anlage.
Zweckmässig ist die Recheneinheit als Einzelregelkreis ausgebildet, der ein Anlagenleitsystem übergeordnet ist. Damit können speziell variable Einflussgrössen aus anderen Anlagenkomponen- ten für diesen Einzelregelkreis berücksichtigt werden.
Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung und systematische Strukturierung der Seitenplatten- Trageinrichtung besteht darin, dass die Seitenplatten-Trageinrichtung von einem anlagenfesten Basisrahmen, einem Verstellrahmen und einem Tragrahmen gebildet ist, wobei der Verstellrahmen über Horizontalführungen am Basisrahmen und der Tragrahmen für die Seitenplatte über Vertikal- führungen am Verstellrahmen abgestützt sind und die Horizontalverstelleinrichtung zwischen Basisrahmen und Verstellrahmen und die Vertikalverstelleinrichtung zwischen Verstellrahmen und Tragrahmen für die Seitenplatte angeordnet sind.
Zur Vorheizung der Seitenplatten ist jeder Seitenplatte eine Aufheizeinrichtung zugeordnet, die von Gasbrennern oder elektrischen Heizeinrichtungen gebildet und an der Rückseite der Seiten- platten angeordnet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen- den Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figu- ren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 eine Zweiwalzengiessanlage zur Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Zweiwalzengiessanlage nach Fig. 1,
Fig. 3 die Position und den Zustand der Seitenplatte kurz nach Beginn des ersten Zeitinter- valls in einem horizontal gelegten Teilschnitt durch die Zweiwalzengiessanlagen entlang der Linie A - A in Fig. 2,
Fig. 4 die Position und den Zustand der Seitenplatte während des Giessprozesses in einer fort- geschrittenen Phase des ersten oder zweiten Zeitintervalls in einem horizontal gelegten
Teilschnitt durch die Zweiwalzengiessanlagen entlang der Linie A - A in Fig. 2,
Fig.
5 schematische Darstellung einer Seitenplatten-Tragvorrichtung,
Fig. 6 Ausführungsbeispiel für den zeitlichen Verlauf der Anstellbewegungen der Seitenplatten und des Seitenplattenverschleisses,
Fig. 7 Regelschema für die erfindungsgemässe Seitenplattenanstellung.
Eine für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Kerneinrichtung einer Zweiwalzengiessanlage 1, wie sie schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, besteht aus zwei innenge- kühlten, angetriebenen Giesswalzen 2,3, die um parallele Giesswalzenachsen 4,5 gegensinnig rotieren und aus zwei aus feuerfestem Material hergestellte Seitenplatten 6, 7, die jeweils in einem Tragrahmen 8,9 eingebettet bzw. an ihm befestigt sind. Die Mantelflächen 10,11 der Giesswalzen 2,3 und die Stirnseiten 12,13 der Seitenplatten 6,7 bilden gemeinsamen einen in Umfangsrich- tung geschlossenen Schmelzenpool 14, der die durch ein Tauchgiessrohr 15 zugeführte überhitzte Metallschmelze 16 aufnimmt.
Zur Vermeidung von Leckagen oder dem Eindringen von Metall- schmelze in Spalten zwischen Seitenplatten und Giesswalzen sind die Seitenplatten 6,7 gegen die Stirnseiten 17, 18 der Giesswalzen 2, 3 angestellt.
Die Giesswalze 2 ist in einem nicht dargestellten Traggerüst über Traglager ortsfest drehbar abgestützt. Die Giesswalze 3 ist in dem nicht dargestellten Traggerüst gegenüber der ersten Giess- walze 2 parallel verlagerbar abgestützt, wie durch den Doppelpfeil angedeutet. Dadurch ist an der engsten Stelle zwischen den beiden Giesswalzen 2,3 ein wählbarer Giessspalt 19 einstellbar, der der Dicke 20 des gegossenen Metallbandes 21 entspricht (Fig. 2). Die aus einem Zwischengefäss 22 über das Tauchgiessrohr 15 in den Schmelzenpool 14 eingebrachte Metallschmelze bildet an den innengekühlten Mantelflächen 10,11 der Giesswalzen 2,3 allmählich anwachsende Strang- schalen 23,24 aus, die im Giessspalt 19 zu einem weitgehend durcherstarrten Metallband 21 zusammengeführt und durch die Rotation der Giesswalzen aus dem Giessspalt ausgefördert wer- den.
Der Weitertransport des gegossenen Bandes erfolgt durch ein Treibrollenpaar 25.
In Fig. 3 ist die Positionierung einer Seitenplatte 6 an den Stirnseiten 12,13 der Giesswalzen 2, 3 in einer Anfangsphase des Giessprozesses mit einer neuen Seitenplatte aus feuerfestem Material dargestellt. Der Schmelzenpool 14 ist mit Metallschmelze 16 gefüllt, und an den Mantelflächen 10,
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11der Giesswalzen 2,3 haben sich Strangschalen 23,24 ausgebildet. Die Seitenplatte 6 wird durch Horizontalkräfte Fh, die am Tragrahmen 8 der Seitenplatte 6 parallel zu den Giesswalzenachsen 4, 5 angreifen, dichtend gegen die Stirnseite 12 der Giesswalze 2 angestellt und in Wirkrichtung der Horizontalkräfte Fh innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls #51 bewegt.
In gleicher Weise wirkt innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls At2 eine Vertikalkraft F@ in Giessrichtung, mit der die Seitenplatte 6 innerhalb dieses Zeitintervalls auf den Giessspalt 19 zubewegt wird.
Nach einer bestimmten Giesszeit stellt sich an der Seitenplatte 6 ein Zustandsbild ein, das pri- mär durch den von den Anstellbewegungen vorgegebenen Verschleiss des feuerfesten Materials an den Stirnseiten 12,13 und an den Mantelflächen 10,11 der Giesswalzen 2,3 bestimmt ist. Dieses Zustandsbild ist in Fig. 4 dargestellt. Durch die von Horizontalkräften Fh und Vertikalkraft Fv kombi- nierte Seitenplattenbewegung wird an den Seitenplatten durch den gesteuerten Abrieb feuerfesten Materials eine Stufe 30 erzeugt, die stirnseitige Dichtflächen 31,32 und umfangsseitige Dichtflä- chen 33,34 ausbildet. Die Dichtflächen 31,32, 33,34 und der in den Schmelzenpool 14 vorragen- de Teil der Seitenplatten-Stirnseite 12 tragen wesentlich zur Verbesserung der Bandkanten des gegossenen Metallbandes sowie zur Verlängerung der Seitenplattenstandzeit bei.
Die der Metall- schmelze 16 ausgesetzte Stirnfläche 12 der Seitenplatte 6 verschleisst durch systembedingte chemische und mechanische Erosion bzw. Korrosion.
Zur Umsetzung der Anstellbewegungen der Seitenplatten sind diese in Seitenplatten- Tragvorrichtungen 36 integriert, von denen eine in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Die Seiten- platte 6 ist in einem Tragrahmen 8, Wärmedehnungen zulassend, nachgiebig eingespannt. Um die Seitenplatten auf Betriebstemperatur vorwärmen zu können, sind an der Rückseite der Seitenplat- ten in einem Freiraum nicht dargestellte Heizeinrichtungen vorgesehen, die entweder von Gas- brennern oder von elektrischen Heizeinrichtungen, wie beispielsweise Induktionsheizeinrichtungen, gebildet sind. Dadurch wird eine plötzliche, örtlich hohe thermische Belastung der Seitenplatten herabgesetzt.
Der Tragrahmen 8 ist an einem L-förmigen Verstellrahmen 37 entlang von Vertikal- führungen 38 in Giessrichtung vertikal geführt und durch eine Vertikalverstelleinrichtung 39 beweg- bar, die am Tragrahmen 8 und am Verstellrahmen 37 angelenkt ist. Der Verstellrahmen 37 ist seinerseits auf einem stationären Basisrahmen 40 abgestützt und durch Horizontalführungen 41 gegenüber diesem horizontal in Richtung der Giesswalzenachse 4 verschiebbar angeordnet. Die Horizontalverstelleinrichtung 42 ist einerseits am Basisrahmen 40 und andererseits am Verstell- rahmen 37 angelenkt.
Die Vertikalverstelleinrichtung 39 und die Horizontalverstelleinrichtung 42 ermöglichen eine gesteuerte oder geregelte Anstell- und Rückzugsbewegung der Seitenplatten, die durch verschiedene Stelleinrichtungen realisiert werden können, wie beispielsweise durch Federn, Pneumatiksysteme, Hydrauliksysteme, elektrische, mechanische oder elektromechanische An- triebssysteme oder auch Kombinationen dieser Systeme. Vorzugsweise sind diese Antriebssyste- me mit Wegverfolgungseinrichtungen gekoppelt und ermöglichen eine präzise Einstellung von Positionen und Vorschubbewegungen, basierend auf Vorgabewerten, wie Anpressdruck, Vor- schubgeschwindigkeit etc., die als Zeitfunktion von einem Steuer-, Regel- oder Leitsystem vorge- geben werden.
Anhand der Fig. 6 sind die einzelnen Verfahrensschritte anschaulich dargestellt und nachfol- gend näher erläutert. Über einer Zeitachse t (sec) ist der Verschleiss der Seitenplatten zum einen als Absolutwert und andererseits in mm/h, somit gleichermassen als augenblickliche Vorschubge- schwindigkeit der Seitenplatten dargestellt.
Nach einer Neuzustellung der feuerfesten Seitenplatten werden in einer Einschleifphase Fluch- tungsfehler zwischen der Stirnseite der Seitenplatten und der Stirnseite der Giesswalzen beseitigt, die möglicherweise durch Fertigungstoleranzen an den Seitenplatten auftreten. Diese Einschleif- phase sollte, so sie überhaupt notwendig ist, nicht länger als 120 sec dauern, wobei der mittlere Seitenplattenverschleiss mindestens 10 mm/h, vorzugsweise mindestens 20 mm/h beträgt. Dieser Wert wird gegebenenfalls jedoch nur kurz vor Stopfenöffnung erreicht.
Der eigentliche Giessprozess beginnt mit einem ersten Zeitintervall #t1, in dessen Verlauf eine Horizontalbewegung der Seitenplatten, in Richtung der Giesswalzenachsen auf die Stirnseiten der Giesswalzen zu, in drei Abschnitten erfolgt. In einer Startphase (1. Abschnitt) werden die Seitenplat- ten während einer Zeitspanne von maximal 90 sec mit einem Verschleiss bzw. einer Vorschubge- schwindigkeit Vst von 1,0 mm/h bis 20 mm/h gegen die Stirnseiten der Giesswalzen bewegt. Diese Startphase dauert höchstens 90 sec. Innerhalb dieser Startphase, vorzugsweise an deren Beginn,
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erfolgt die Stopfenöffnung und der Schmelzenpool beginnt sich mit Metallschmelz zu füllen, wobei bei der Stopfenöffnung und kurz danach ein Maximalwert für die Vorschubgeschwindigkeit von 50 mm/h nicht überschritten wird.
Daran schliesst eine maximal 120 sec dauernde Übergangsphase (2. Abschnitt) an, in deren Verlauf die Vorschubgeschwindigkeit VS2 der Seitenplatten weniger als 10 mm/h beträgt und die in eine stationäre Betriebsphase (3. Abschnitt) überleitet, in der die Vor- schubgeschwindigkeit Vs3 auf Werte von 0,2 mm/h bis 4,0 mm/h zurückgenommen wird. Mit der in der Startphase hohen Vorschubgeschwindigkeit Vs1 wird in sehr kurzer Zeit eine ausgeprägte Dichtkante in die Seitenplatte geschliffen, die im Verlauf des Giessprozesses kontinuierlich auf- rechterhalten und dem natürlichen Verschleiss folgend erneuert wird. Für diesen laufenden Erneue- rungsprozess reichen die für die Betriebsphase angegebenen Werte Vs3 aus. Das Seitenplattenma- terial ist dafür entsprechend auszuwählen.
Mit Beginn der stationären Betriebsphase, vorzugsweise 10 min nach und spätestens 30 min nach Beginn des ersten Zeitintervalls #t1 beginnt ein zweites Zeitintervall #t2, in welchem eine vertikale, somit in Giessrichtung G orientierte Vorschubbewegung der Seitenplatten erfolgt. Die Vorschubgeschwindigkeit Vv1 beträgt bei ungestörtem stationären Giessbetrieb etwa 4,0 bis 10,0 mm/h, kann jedoch auch in einem weiteren Bereich von 2,0 bis 20 mm/h liegen. Diese vertika- le Vorschubbewegung kann auch störungsabhängig erfolgen, wenn Bandkantenerscheinungen oder Verschleiss-, Kraft- oder Bewegungssignale der Seitenplatten auf Störungen des stationären Verschleissprozesses hinweisen.
Eine weitere zweckmässige Ausführungsform besteht darin, das die vertikale Vorschubbewegung der Seitenplatten stufenweise durchgeführt wird, d. h. nach einer raschen Vorschubbewegung mit einer Vorschubgeschwindigkeit Vv2 von 2,0 bis 20 mm/h über eine Wegstrecke von 0,2 bis 2,0 mm folgt eine Stillstandsphase von bis zu 30 min, bevor neuerdings eine Vorschubbewegung eingeleitet wird. Diese intermittierende Vorschubbewegung reicht aus, um auch in Umfangsrichtung eine beständige Dichtfläche zwischen Giesswalzen-Mantelfläche und Seitenplatte zu erzeugen, die über längere Zeit erosionsstabil bleibt.
Die vorgegebenen stündlichen Verschleissraten an den Seitenplatten, die einer Vorschubge-
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richtungen aufgebracht und an die Seitenplatten übertragen werden und im Weiteren in einem Mess- und Regelkreis entsprechend dem für stationäre Zustände vorbestimmten Verschleiss gere- gelt werden. Das gleiche Ergebnis kann durch einen mechanischen Antrieb in Verbindung mit beispielsweise einem prozessgesteuerten Schrittmotor erzielt werden.
Der dem erfindungsgemässen Anfahrverfahren zugrundeliegende regelungstechnische Aufbau der Zweiwalzengiessanlage ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Ausgehend vom in Fig. 5 bereits dargestellten strukturellen Aufbau der Seitenplattentragvorrichtung 36 mit einem Tragrahmen 8,9, der die Seitenplatten 6,7 aufnimmt, einem Verstellrahmen 37, an dem der jeweilige Tragrahmen 8, 9 in Vertikalführungen 41 geführt ist und einem Basisrahmen 40, auf dem der Verstellrahmen 37 in Horizontalführungen 41 abgestützt und geführt ist, sind Positionserfassungseinrichtungen 44 zur Ermittlung der Relativposition des jeweiligen Verstellrahmens 37 zum Basisrahmen 40 und Positi- onserfassungseinrichtungen 45 zur Ermittlung der Relativposition des jeweiligen Tragrahmens 8,9 zum Verstellrahmen 37 vorgesehen.
Zusätzlich sind den Horizontalverstelleinrichtungen 42 An- pressdruck-Messeinrichtungen 47 und den Vertikalverstelleinrichtungen 39 Anpressdruck- Messeinrichtungen 48 zugeordnet, die eine kontinuierliche Erfassung des Seitenplattenverschlei- #es ermöglicht. Alle Positionserfassungseinrichtungen und Anpressdruck-Messeinrichtungen sind über Signalleitungen mit einer Recheneinheit 46, die auch als Einzelregelkreis, ausgebildet sein kann, verbunden. Unter Einbindung von vorgegebenen oder zusätzlich gemessenen Eingangsgrö- #en erfolgt eine dem gewählten Anfahrmodus entsprechende Seitenplattenanstellung an die Giesswalzen.
Alternativ besteht auch die Möglichkeit die Eingangsgrössen einem übergeordnetem Leitsystem 51 aufzuschalten und dort auf der Basis vorgegebener mathematischer Modelle Vorga- ben an die als Einzelregelkreis arbeitende Recheneinheit 46 weiterzugeben, wobei über das Leit- system Einflussgrössen aus anderen Einzelregelkreisen 49,50 Berücksichtigung finden und umgekehrt.