Verfahren und Vorrichtung zum Giessen eines fortlaufenden Metallstreifens unmittelbar aus flüssigem Metall Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrich tungen zum Giessen eines fortlaufenden Metallstrei fens unmittelbar aus flüssigem Metall, wobei das ge schmolzene Metall in eine Giesszone eingebracht wird, welche von den innern Oberflächen zweier sich im Abstand voneinander bewegenden Bändern gebildet wird.
Die Bänder können für gewöhnlich zwei endlose Metallbänder sein, die auf im entsprechenden Ab stand voneinander befindlichen Antriebstrommeln an- gebracht sein können. Diese Metallbänder werden durch Wasser oder andere Mittel so gekühlt, dass ein kontinuierlicher Streifen verfestigten Metalles aus der Vorrichtung herauskommt.
Vorrichtungen dieses Typs sind im allgemeinen bereits ausgeführt worden. Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, an derartigen Vorrichtungen weiters Verbesserungen vorzusehen, damit sie ausgedehnte industrielle Anwendung für das wirtschaftliche Schnellgiessen von Metallstreifen hoher Qualität fin den können.
Das Verfahren ist nach dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden Bänder gekühlt wird, indem Kühlflüssigkeit über die äussere Oberfläche des Bandes getrieben wird, um einen im wesentlichen ununterbrochenen, schnell be wegten Flüssigkeitsfilm zu bilden, der sich direkt an der äussern Oberfläche des Bandes entlangbewegt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekenn zeichnet durch eine Quelle, die unter Druck stehende Kühlflüssigkeit liefert, sowie durch eine Mehrzahl von Leitungen, die mit der Quelle verbunden sind und Auslassmittel haben, die damit in Verbindung stehen, und die Kühlflüssigkeit in einem nur spitzen Winkel auf die äussere Oberfläche des Bandes aufbringen, um einen schnell bewegenden Film oder eine Schicht von Kühlflüssigkeit zu schaffen, welche längs der Ober fläche des Bandes wandert.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes ist in der beigefügten Zeichnung veranschau licht und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstel lung der Streifengiessvorrichtung, Fig.2 eine Aufrissansicht mit gewissen wegge schnittenen Teilen, Fig. 3 eine Teilschnittansicht längs der Linie 3-3 der Fig. 2 mit gewissen weggelassenen und andein weggeschnittenen Teilen zur deutlicheren Darstellung,
Fig.4 eine vereinfachte perspektivische Ansicht des rückwärtigen Teils der Vorrichtung, welche die Wasserzufuhreinrichtung und die Einrichtung zum Abstützen und Anheben der obern Bandanlage wie dergibt, Fig. 5 eine teilweise perspektivische Ansicht der obern Bandanlage mit weggeschnittenen Teilen zur Veranschaulichung der Ausführung der Abstütz- walzen, der Anordnung von Öffnungen zur Zu führung von Kühlmittel zum Band, und der Ablenker zum Entfernen des überschüssigen Kühlmittels von der Oberfläche des Bandes,
Fig. 6 eine vereinfachte perspektivische und sche matische Wiedergabe einer der Riemenführungs- und Spanneinrichtungen, Fig. 7 eine teilweise perspektivische Ansicht der Anordnung von festen und bewegten Sperrwehren, welche die Seiten des Metallschmelzsumpfes bilden, der in den Giessbereich einspeist, Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Verteilers zur Zuführung geschmolzenen Metalles zur Anlage und Fig. 9 eine teilweise perspektivische Ansicht der Ausführung eines der bewegten Sperrwehre.
Das geschmolzene Metall wird aus einem Giess kasten oder Pfanne 2 (Fig. 1 und 2) zugeführt, welche das geschmolzene Metall der Anlage durch einen Auslass 4 im Boden zuspeist. Die Geschwindigkeit, mit der Metall der Vorrichtung oder Maschine zugeführt wird, wird von der Bedienungsperson der Maschine mit Hilfe eines üblichen Absperrorgans 6 geregelt, das mittels einer vertikalen Stange 8 mit einem bei 12 gelenkig gelagerten Steuerhebel 10 verbunden ist. Diese Einrichtung erlaubt das Giessen des Metalls aus dem Boden der Giesspfanne 2 derart, dass Teil chen von Schlacke und oxydiertem Metall nicht mit dem geschmolzenen Metall in die Anlage getragen werden.
Das geschmolzene Metall aus der Giesspfanne 2 bildet einen Sumpf oder Bad B, aus dem es in den Giessbereich gebracht wird, der zwischen obern und untern endlosen Metallbändern 14 bzw. 16 gebildet wird. Diese Bänder werden von obern und untern Bandanlagen abgestützt und angetrieben, die all gemein mit<I>U</I> bzw.<I>L</I> bezeichnet sind. Diese beiden Bänder werden mit derselben linearen Geschwindig keit angetrieben und bewegen sich in derselben Rich tung von dem geschmolzenen Bad B weg. Im ganzen Giessbereich bilden die Metallbänder praktisch ebene, in gleichförmigem Abstand voneinander befindliche Oberflächen, zwischen welchen das Metall sich ohne Druck verfestigen kann, so dass ein kontinuierlicher fester Metallstreifen aus dem Giessbereich ausgetra gen wird.
Um die gleichförmige Förderung des Metalls zum Giessbereich zu gewährleisten und Wirbel im ge schmolzenen Metall zu verhüten, wird es über die Breite der Bänder 14 und 16 mittels eines Verteilers 18 verteilt, der so angeordnet ist, dass er das Metall aus der Giesspfanne 2 aufnehmen kann. Die Boden öffnung des Auslasses 4 befindet sich so nahe der Oberfläche des Verteilers 18 wie möglich, welcher den Giessbereich der Maschine versorgt, um den Ein schluss von jeglicher Luft im Schmelzstrom zu ver hüten, die sonst in das fertige Erzeugnis hinein getragen werden könnte. Wie am besten aus Fig. 8 hervorgeht, ist der Verteiler wie ein Metalltrog ge staltet, der auseinanderlaufende, sich verjüngende Seitenteile 20 und 22 besitzt.
Der Verteiler läuft in einer vertikalen Ebene zusammen und läuft in der horizontalen Ebene auseinander, derart, dass der Me- tallfluss auf die volle Breite des zu giessenden Strei fens gerichtet ist. Der Verteiler 18 ist mit einer nach vorn gerichteten Neigung so angeordnet, dass, wie das geschmolzene Metall dem Giessbereich zwischen den Bändern 14 und 16 zufliesst, es ein verhältnis mässig ruhiger Sumpf wird, der in den Giessbereich einspeist.
Um bei diesem seitlichen Fluss vorteilhaft mitzuwirken und Wirbelbildung im Metall zu verhin dern, ist der Boden 24 des Verteilers 18 mit einer un gleichförmigen oder aufgerauhten Oberfläche ver sehen, die entweder Nuten oder Rippen aufweist, die so angeordnet sind, dass sie eine zeitliche Ablenkung des Metalls hervorrufen. Beispielsweise ist eine be vorzugte Einrichtung aus Fig. 8 zu ersehen, bei der in den Boden 24 unter Abstand voneinander befind liche Nuten 26 eingeschnitten sind, die aus zwei Gruppen paralleler Nuten bestehen, die unter Win keln von ungefähr 45 mit Bezug auf die Längsachse des Verteilers 18 verlaufen, wobei sich die beiden Nutengruppen ungefähr unter rechten Winkeln schnei den.
Um eine weitere Steuerung der Verteilung von Metall im Verteiler 18 zu erzielen, ist bei 30 eine Metallklappe 28 gelenkig angeordnet, die ausein- anderlaufende Kanten aufweist, welche innerhalb der Seitenwandungen 20 und 22 dicht einpassen. Das geschmolzene Metall betritt den Verteiler 18 in der durch den Pfeil 32 in Fig. 8 veranschaulichten Rich tung, wobei sich rückseitig der Klappplatte 28 ein kleiner Kopf aus geschmolzenem Metall bildet, so dass sie aufwärtsgeschwenkt wird und einen flachen Me tallstrom unterhalb von ihr ausströmen und in das geschmolzene Bad fliessen lässt.
Diese Klappplatte dient der Verlangsamung des Metalls und seiner seit lichen Verteilung in einen flachen Strom, unab hängig von der Geschwindigkeit, in welcher das Me tall der Anlage zugeführt wird. Ausserdem wirkt die Klappe 28 als Abstreifer und sammelt hinter sich die Oberflächenverunreinigungen. Während des gan zen Giessbetriebes bleibt die Klappe 28 unterhalb der Höhe der Seitenteile 20 und 22, kann aber am Ende des Vorganges aufwärtsgeschwenkt werden, um eine bequeme Entfernung allen angesammelten Metalls und Verunreinigungen zu gestatten. Der Verteiler 18 kann aus beliebigem Metall genügender Temperatur beständigkeit bestehen oder mit hochtemperatur- beständigem Werkstoff verkleidet sein.
Eine solche Verteilvorrichtung oder dergleichen ist für Anlagen des betreffenden Typs wichtig, weil es die grosse Tonnagekapazität erforderlich macht, grosse Mengen geschmolzenen Metalls bei niedrigen linearen Geschwindigkeiten zuzuführen. Höhere Ge schwindigkeiten würden zu übermässiger Wirbelbil dung im Bad B Anlass geben, was unerwünschte Ober flächenbeschaffenheiten im gegossenen Streifen zur Folge hätte. Ausserdem werden sich, wenn der herein kommende Metallstrom nicht genügend ausgebreitet und praktisch auf die Breite des zu giessenden Strei fens gerichtet ist, Wirbel im geschmolzenen Metallbad bilden, was verursachen würde, dass das umlaufende Metall in der Mitte der Wirbel kühler wird, wodurch es zur Ausscheidung von einer Legierung kommen kann.
Solche kühleren Bereiche des Metalls können auch vertikalen Druck im Giessbereich verursachen und zum Verbrennen der Bänder Anlass geben. Das geschmolzene Metall sammelt sich in einem Sumpf in dem Bereich, der in den Fig. 1 und 2 all gemein mit dem Buchstaben B bezeichnet ist. Dieses Metall wird vom Band 16 (Fig.2) getragen, das sich in der durch den Pfeil 34 angedeuteten Richtung in den Giessbereich zwischen den Riemen 14 und 16 bewegt, wobei der Riemen 14 so angeordnet ist, dass er sich, gemäss dem Pfeil 36, in derselben Richtung durch den Giessbereich bewegt. Die Bänder 14 und 16 bestehen aus leichtem Blech, z. B.
Stahl, oder an derem zweckmässigerweise flexiblem und hitzebestän digem :Metall. Um übermässige Erhitzung und ein Sichwerfen der Bänder auf ein Mindestmass zu brin gen, ist es erwünscht, dass ihre Oberflächen nahe dem grade gegossenen Metall einen dünnen überzug aus hitzeisolierendem Werkstoff aufweisen. Eine der ein fachsten und praktischsten Methoden, diese Isolierung vorzusehen, besteht darin, die Bänder mit einer Schicht aus Lampenruss zu überziehen, indem die Oberflächen der Bänder, ebenso wie andere Teile, die mit dem heissen Metall in Berührung kommen, einer russenden Flamme ausgesetzt werden, während die Bänder in der Anlage laufen.
Bei andern Methoden der Verminderung des Hitzeflusses vom Metall zu den Bändern werden die Bänder mit Phosphat oder Oberflächenstoffen behandelt, wie z. B. das handels übliche Bonderverfahren, oder werden die metalli schen Oberflächen der Bänder eloxiert oder werden Überzüge aus hitzebeständigen Oxyden, wie Zirkon- oder Aluminiumoxyde, oder aus Metallhydriden aufge sprüht oder sonstwie aufgebracht. Statt dessen können die Oberflächen der Bänder auch durch Sandstrahl gebläse oder dergleichen aufgerauht werden zur Bil dung kleiner Taschen aus Luft, welche durch das heisse Metall ausgedehnt wird und hierdurch einen isolierenden Gasfilm bildet.
Die Oberflächen der mit dem heissen Metall in Berührung stehenden Teile können auch mit Silikonen, Ölen, oder auch mit an dern Stoffen überzogen werden, die bei Erhitzung durch das heisse Metall einen Gasfilm erzeugen. Solche Oberflächenbedingungen sind für eine gute Arbeitsweise nicht immer wesentlich, können aber er heblich wichtiger werden, wenn Metalle höherer Schmelzpunkte vergossen werden. Diese begrenzte Isolierung schafft eine Kontrolle über das Ausmass der Hitzeübertragung und vermindert die Menge von zum Kühlen der Bänder erforderlichem Wasser, damit diese nicht verbrennen oder sich nicht werfen.
Ausserdem erlaubt sie das Giessen bei niedrigeren Geschwindigkeiten, wenn dies wünschenswert ist. Die Berührung zwischen dem heissen Metall und dem untern Band ist inniger als mit dem obern Band, und es ist zuweilen wünschenswert, mehr Oberflächeniso lierung vorzusehen, z. B. durch einen dickeren Isolier- überzug auf dem untern Band als auf dem obern.
Um das geschmolzene Metall im Bereich zwischen den Bändern zu halten und zu verhüten, dass der Sumpf B über die Seiten tritt, ist eine Kombination aus bewegten und ortsfesten Wehren vorgesehen. Ein bewegtes Wehr 37 besteht aus flexiblem, hitzebestän digem Werkstoff einer Dicke, welche der Dicke des zu giessenden Metalles entspricht. Das bewegte Wehr 37 hat die Form eines endlosen Bandes etwas grösserer Länge als das Band 16 und ist so angeordnet, dass es sich durch den Giessbereich hindurch auf der oberen Oberfläche dieses Bandes abwälzen kann. Ein ähnliches bewegtes Wehr 38, Fig. 3, ist in seitlichem Abstand von dem bewegten Wehr 37 vorgesehen und in derselben Weise wirksam.
Diese beiden bewegten Wehre laufen kontinuierlich durch den Giessbereich hindurch in engem Zusammenwirken mit dem obern Band 14 und dem untern Band 16 und schaffen somit seitliche Abdichtungen, welche das Metall auf die gewünschte genaue Breite begrenzen. Die bewegten Wehre können z. B. aus Blöcken aus Metall oder porösem hitzebeständigem Werkstoff bestehen, der auf ein Kabel oder einen flexiblen Draht verlegt ist, oder sie können aus solchen Blöcken bestehen, die an Kettenglieder befestigt oder durch solche Glieder miteinander verbunden sind. Ein vorzugsweises Ver fahren der Ausbildung ergibt sich aus Fig. 9.
Blöcke 42 aus Metall oder hitzebeständigem Werkstoff sind mit Schlitzen 44 versehen, durch die ein flexibler Metallstreifen 46 hindurchläuft. Nachdem die Blöcke 42 auf dem Streifen 46 angebracht sind, wird er in einen kontinuierlichen Streifen verschweisst, um ein Wehr zu bilden, wie es in Fig. 2 veranschaulicht ist.
Diese bewegten Wehre 37 und 38 erstrecken sich auch längs der Seiten des geschmolzenen Sumpfes B, dienen dort der Erhaltung der Seiten des Sumpfes und schaffen zugleich kontinuierliche Bewegung längs der Seiten desselben, um auf diese Weise eine übermässige Ansammlung von Metall rund um die Kanten zu ver hüten, bevor das Metall in den Giessbereich eintritt.
Vorzugsweise ist indessen die Tiefe des Sumpfes B grösser als die Dicke des zu giessenden Streifens, und deswegen schafft ein Paar von ortsfesten Wehren 48 und 50 (Fig. 1), die mit den bewegten Bändern 37 bzw. 38 vereinigt sind, zusätzliche Höhe an den Sei ten des geschmolzenen Sumpfes B, und bildet hier durch eine Abdichtung, wo das geschmolzene Metall in den Giessbereich eintritt. Diese ortsfesten Wehre dienen auch als Führungen, um die bewegten Wehre 37 und 38 in den richtigen Stellungen zu halten. Die Ausführung eines der ortsfesten Wehre ist aus Fig. 7 ersichtlich. Das Wehr 48 besteht aus einem Metall block, der längs des Bodens, durch welchen das bewegte Wehr läuft, eine Längsnut aufweist.
Minde stens auf der inneren Seite des Wehres bedeckt die Seitenwandung das bewegte Wehr 37 nicht vollstän dig, so dass der untere Teil des bewegten Wehres dem geschmolzenen Metall ausgesetzt ist, wodurch uner wünschte Ansammlung des Metalls längs der Ränder verhütet wird. Für das ortsfeste Wehr kann ein Kühl mittel vorgesehen sein, z. B.
Einlass- und Auslassrohre 51 und 52, die über einen Durchlass 54 innerhalb des ortsfesten Wehres 48 miteinander verbunden sind. Um zwischen dem ortsfesten Wehr 48 und dem obern bewegten Band 14 eine Abdichtung zu schaffen, ist der Leitrand des ortsfesten Wehres, wie bei 56 ge zeigt, verjüngt, und diese Verjüngung entspricht genau der Oberfläche des Bandes 14 unmittelbar benachbart dem Eintritt in den Giessbereich.
Einer der Vorteile der Anlage nach der Erfindung ist die Leichtigkeit, mit der sie auf die Herstellung von Streifen verschiedener Breite eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck sind die ortsfesten Wehre 48 und 50, welche die Stellung der bewegten Wehre 37 und 38 aufrechterhalten und steuern, so angeordnet, dass sie eine rasche Einregelung ihrer Stellungen sowohl seitlich als auch in Längsrichtung erlauben. Jedes der Wehre 48 und 50 ist über eine Stange 58 mit einem gespaltenen Kragen 62 verbunden, der auf einer Stange 64 gleiten kann, die mittels eines Paares von Gestenorganen 66 abgestützt wird. Der Endteil der Stange 58 ist mit Gewinde versehen, so dass die Längsstellung des festgehaltenen Wehres mit Hilfe von zwei Muttern 68 und 70 auf jeder Seite des Spaltkragens 62 eingestellt werden kann.
Werden die Muttern 68 gelöst, können die Kragen 62 längs der Stange 64 seitlich verschoben werden, um die orts festen Wehre einzustellen und auf diese Weise die bewegten Wehre, damit die gewünschte Breite des Metallstreifens erzielt wird. Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, sind die bewegten Wehre 37 und 38 vor zugsweise längs Bereichen zwischen den Scheiteln 78 und 82 der Stützwalzen angeordnet, so dass die Bieg samkeit der Metallbänder 14 und 16 eine gute Pas sung zwischen den zwischen den bewegten Bändern und den Wehren erlaubt.
Um das untere Metallband 16 im Giessbereich abzustützen, ist eine Reihe von parallelen Stützwalzen 72 (Fig. 2 und 3) unmittelbar unterhalb des Metall bandes 16 angeordnet. Diese Walzen erstrecken sich quer zum Band und sind über den ganzen Giessbereich in parallelem Abstand zueinander verteilt. Die An zahl der Walzen hängt von der Grösse der Giessanlage ab und ist so lange nicht entscheidend, wie genügend Walzen vorgesehen sind, um das Band 16 wirksam abzustützen und seine Oberfläche über dem Bereich, wo das Metall gerade geformt wird, praktisch eben zu halten. Die Walzen ruhen in Endlagern 74 in Ge rüstteilen 76.
Um das Metallband 16 zu kühlen, wird seine untere Oberfläche kontinuierlich mit grossen Mengen Wasser bespült. Damit das Wasser praktisch die ganze Fläche des Bandes bedecken kann, die mit dem hei ssen Metall in Berührung steht, sind die Walzen 72 (Fig.3) mit im Abstand voneinander befindlichen peripheren Rippen 78 versehen. Diese vorspringenden Stellen oder Rippen sind die einzigen Teile der Wal zen, welche mit dem Band 16 zusammenwirken, der art, dass das Wasser längs des Bandes 16 gesprüht werden kann, ohne dass sich zwischen den Walzen und dem Band heisse Stellen ausbilden.
Das obere Band 14 ist mit einer ähnlichen Gruppe von Stützwalzen 80 ausgerüstet, welche die gleichen Funktionen wie die untern Walzen 72 haben. Diese Walzen sind ebenfalls am Umfang mit Rippen 82 ver sehen und ruhen in Endlagern 84 in Gestellteilen 86.
Um das untere Band 16 zu kühlen, ist eine Reihe von Düsen vorgesehen, mittels deren ein kontinuier licher Film von rasch bewegtem Wasser hervor gerufen wird, um die untere Oberfläche des Bandes 16 gegenüber dem Giessbereich abzudecken. Dieses Wasser fliesst vorzugsweise längs des Bandes 16, da sich diese Fliessrichtung als wirksamere Kühlung er wiesen hat. Die Düsen bestehen aus einer Reihe von Leitungen 88, die sich quer zur Unterseite des Ban des zwischen den Walzen 72 erstrecken und mit einer Reihe von Mündungen 90 versehen sind (Fig. 3 und 5). Diese Mündungen sind so angeordnet, dass sie das Wasser unter einem leichten Winkel in bezug auf das Band 16 ausstossen und in derselben Richtung wie sich das Band bewegt.
Auf diese Weise wird ein rasch bewegter Wasserfilm mit höchster Kühlwirkung im ganzen Kühlbereich aufrechterhalten.
Jede Leitung 88 ist am einen Ende geschlossen und am andern Ende mit einem biegsamen Schlauch 92 verbunden, welcher das Wasser aus einem Ver teilerstück 94 unter Druck zuspeist.
Das obere Band 15 wird in ähnlicher Weise durch Düsen gekühlt, die aus im Abstand zueinander an geordneten Leitungen 96 bestehen, die sich quer zur obern Oberfläche des Bandes 14 erstrecken und mit Mündungen 98 versehen sind. Diese Mündungen rich ten ebenfalls das Wasser unter einem leichten Winkel auf die Oberfläche des Bandes und schaffen hierdurch eine höchste Gleichförmigkeit der Kühlung über den ganzen Bereich. Die Leitungen sind durch eine Reihe von Schläuchen<B>100</B> mit dem Verteilerstück 94 ver bunden.
Es können so viele Düsen vorgesehen sein, wie nötig sind, um die erforderliche Kühlung zu schaffen. Indessen ist es wichtig, die Ansammlung einer über mässigen Menge Wasser auf dem Band zu vermeiden, die auf Grund ihrer Trägheit die Geschwindigkeit des Wassers herabsetzen würde, so dass nicht die grösste Kühlung erzielt werden würde. Um eine solche Ansammlung von Wasser zu verhindern, ist eine Reihe von Schaufeln oder Räumern 102 (Fig. 2 und 5) vorgesehen, die sich seitlich über die obere Oberfläche des Bandes 14 erstrecken und das zu viel vorhandene Wasser entfernen. Jede dieser Schaufeln ist mit einem Blatteil 104 (Fig. 2) versehen, dessen Ende nahe der obern Oberfläche des Bandes 14, z.
B. mit einem Abstand von etwa 1,5 mm angeordnet und in einer Richtung entgegengesetzt zum Wasserfluss so ge krümmt ist, dass Wasser, das auf das untere Ende 104 der Schaufel 102 auftrifft, längs dieser Oberfläche aufwärts und in eine Abflussrinne 106 geworfen wird. Eine Reihe von im Winkel angeordneten Leitflächen <B>108</B> (Fig. 5) ist längs der einen Wandung jeder Ab flussrinne 106 angeordnet, um dem Wasser eine Schraubenbewegung zu erteilen, so dass es rasch längs der Abflussrinne zum offenen Ende hin wegfliesst.
Das eine Ende dieser Abflussrinne ist geschlossen, das ge genüberliegende Ende offen; das Wasser, welches durch diese Abflussrinnen abfliesst, strömt ebenso wie jenes, welches von den Oberflächen der Bänder 14 und 16 wegfliesst, in einen Speicherbehälter 110 (Fig. 4) unterhalb der Giessanlage. Um die Ansamm lung einer übermässigen Menge Wasser auf dem untern Band 16 zu verhindern, ist eine gekrümmte Schaufel 111 (Fig. 2 und 5) längs jeder Leitung 88 fest angebracht und erstreckt sich aufwärts beinahe zum Band 16, wobei es in einer Richtung entgegen gesetzt dem Wasserfluss gekrümmt ist.
Diese Schau feln 111 entfernen überschüssiges Wasser von dem untern Band und gewährleisten höchste Wasser- geschwindigkeitswirkung der Kühlung.
Eine Zentrifugalpumpe 112, durch einen Motor 114 betrieben, führt das Wasser im Kreislaufe aus dem Speicherbehälter 110 durch eine Rohrleitung 116 in den Verteiler 94 zurück. Die Rohrleitung 116 mündet in den Verteiler 94 an dem Ende nächst dem Einlaufteil der Anlage, so dass das den Düsen zu geführte Wasser unmittelbar nahe dem Bereich, wo das geschmolzene Metall den Giessbereich betritt, unter höherem Druck als das den Mündungen in ent fernteren Teilen des Giessbereiches zugeführte Wasser steht. Auf diese Weise wird in den Bereichen, wo das Metall am heissesten ist und die schnellste Kühlung erfordert, für höchsten Kühleffekt gesorgt. Es leuchtet ein, dass zur Erzielung dieses gewünschten Differenz druckes auch andere Mittel angewendet werden kön nen, z. B. Vielfachpumpen oder in der Grösse unter schiedliche Rohrleitungen oder dergleichen.
Das endlose Band 16 läuft über eine grosse An triebstrommel 118, die in Endlagern 120 ruht, und eine Leertrommel 122 am gegenüberliegenden Ende des Giessbereiches, die in Endlagern 124 ruht. Der obere Teil des Bandes 16 zwischen den Walzen 118 und 122 ist praktisch eben über diesen ganzen Be reich, hängt aber in Richtung des Metallflusses etwas durch. Beispielsweise bildet die Oberfläche dieses Rie mens oder Bandes einen Winkel von etwa 5-10 von der Horizontalen aus, wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht.
Das obere endlose Band 14 läuft über eine grosse Antriebstrommel 126, die in Endlagern 128 ruht und an dem gegenüberliegenden Ende der Anlage über eine Leertrommel 130, die in Endlagern 132 ruht.
Um am Eintritt zum Giessbereich Raum zu schaf fen, damit die Bedienungsperson der Maschine den Metallfluss aus dem Bad Bin den Giessbereich zwi schen den Bändern 14 und 16 beobachten kann, ist die Trommel 126 praktisch höher als die Trommel 130 angeordnet und eine kleinere Walze 134 am Ein tritt zum Giessbereich so angeordnet, dass der Teil des Bandes 14 im Giessbereich zwischen der Trom mel 130 und der Walze 134 parallel zur benach barten Oberfläche des Bandes 16 gehalten wird. Zwi schen der Walze 134 und der Antriebstrommel 126 indessen divergiert das Band 14 vom Band 16, z. B. unter einem Winkel von 20 . Auf diese Weise kann der Metallfluss aus dem Bad Bin den Giessbereich von der Bedienungsperson bequem beobachtet und der Betrieb der Anlage mühelos überwacht werden.
Die Walze 134 ruht in Endlagern 136 und ist vor zugsweise genutet oder mit Rippen ähnlich den Rip pen 78 und 82 versehen, die im Zusammenhang mit den Stützwalzen 75 und 80 beschrieben wurden, um trockene Stellen und örtliche Erhitzung des Bandes 14 zu verhüten. Die Walze 134 und das Metallband 14 unmittelbar nahe dieser Walze werden mittels einer Düseneinrichtung 138 gekühlt, die mit einer Reihe von Mündungen 140 versehen ist, die Wasser quer zur Breite des Bandes 14 nahe der Walze 134 richten. Die Düseneinrichtung kann z. B. so ausgeführt sein, dass jede ihrer Mündungen in ihrer Stellung mit einer der peripheren Nuten in der Walze 134 überein stimmt.
Statt dessen ist es auch möglich, die Walze 134 durch einen ortsfesten gekrümmten Schuh aus Metall oder aus temperaturbeständigem plastischem Werk stoff zu ersetzen und ebenfalls mit Rippen oder NTTuten zu versehen, die eine entsprechende Schmierung und Kühlung erlauben.
Im praktischen Betrieb hängt die Grösse des Bades B und die Länge des Giessbereiches von der Ge schwindigkeit ab, mit welcher der Metallstreifen her gestellt werden soll. Das Bad muss jedoch nicht so gross sein, dass übermässige Kühlung im Bad auf tritt, bevor das Metall in den Giessbereich zwischen den Bändern 14 und 16 gelangt. Eine solche Kühlung würde dazu führen, dass verfestigtes oder halbver festigtes Metall zusammengequetscht wird, wenn es in dem parallelen Giessbereich eintritt, so dass sich Ab scheidungen oder unvollkommene Oberflächenbedin gungen im gegossenen Metall ergeben.
Je länger die Anlage, desto schneller kann das Metall in sie hinein P a führt, und desto grösser <B>,</B> kann das Bad gewählt werden. Der Giessbereich muss aber lang genug sein, um eine Kühlung und Verfestigung des Metalls zu gestatten, die ausreichen, damit es auch zu geeigneten Förderern oder sonstigen Transporteinrichtungen ge bracht werden kann.
Demgemäss sollte die Anlage mit einem Giessbereich ausgerüstet sein, mindestens vier mal so lang wie das geschmolzene Bad, das in den Giessbereich einspeist. Dies bedeutet, dass die Länge des geschmolzenen Bades B, gemessen vom Eintritt des Giessbereiches an der Walze 134 längs des Bandes 16 nicht grösser als ein Viertel der Strecke sein sollte, welche das Metall zwischen den parallelen Giess flächen der Bänder 14 und 16 durchwandert. Um für die Spannung und Ausrichtung des Ban des 14 zu sorgen, ist eine Walze 142 (Fig. 2 und 6) so angeordnet, dass sie mit der untern Oberfläche des obern Teils des Bandes 14 zusammenwirkt.
Diese Walze 142 wird an beiden Enden in kugeligen Lagern 144 zwischen zwei Armen 146 und 148 abgestützt. Die Arme sind jeweils mit Muffen 150, 152 fest ver bunden, die mittels eines horizontalen Schaftes 154 drehbar abgestützt sind, der in Gestellteilen der An lage angeordnet ist. Ein Arm 156 ist mit der Muffe 150 fest verbunden und mit einer Kolbenstange 158 eines pneumatischen Druckzylinders 160 gelenkig verbunden. In ähnlicher Weise ist die Muffe<B>152</B> mit einem Arm 162 fest verbunden, der mit der Kolben stange 164 eines pneumatischen Zylinders 166 ge lenkig verbunden ist. Die beiden Zylinder sind auf einem ortsfesten Querhahn 167 gelenkig abgestützt.
Bei dieser Einrichtung können auf die Einlassöff- nungen 168 bzw. 170 der pneumatischen Druck zylinder 160 und 166 gleiche Drucke gegeben wer den, wodurch dem Band 14 Spannung verliehen wird. Um das Ausmass dieser Spannung einzuregeln, kann eine entsprechende, nicht veranschaulichte Druckluft quelle über eine gewöhnliche Ventileinrichtung mit diesen Zylindern verbunden werden. Eine geeignete Einrichtung ist in Fig. 6 schematisch angedeutet, bei der Luftdruck über eine Rohrleitung 172 und ein Druckreduzier- oder -regulierventil 174 und eine Rohrleitung 176 zum Zylinder 166 geführt wird. Das Druckeinlassrohr 172 ist ebenfalls über ein Druck reduzier- oder -regulierventil mit einer Leitung 180 verbunden, die mit dem Zylinder 160 in Verbindung steht.
Auf diese Weise können die Ventile 174 und 178 so eingestellt werden, dass die Zylinder 160 und 166 gleiche Drucke erhalten, so dass auf beiden Seiten des Bandes 14 gleiche Spannung ausgeübt wird.
Um das Band 14 automatisch so zu führen, dass es mit den verschiedenen Walzen auch über lange Be triebsperioden fluchtrecht ausgerichtet bleibt, wird auf die zwei Zylinder 160 und 166 Differenzdruck so ausgeübt, dass ein Ende der Walze 142 mit Bezug auf das andere Ende dieser Salze gelenkig bewegt wird um das zur Führung des Bandes 14 längs des vorgeschriebenen Weges erforderliche Ausmass. Um dies zu vollführen, werden die Rohrleitungen 180 und 176 mit den Einlassöffnungen 182 bzw. 184 eines Druckregulierventils 186 verbunden. Das Ventil 186 besteht aus einem zylindrischen Organ 188 und einer Ventilstange 190, welche durch eine Mittelbohrung im Organ 188 hindurch längsverschiebbar ist.
Eine Schlitzzapfeneinrichtung 192 ist zum Zwecke der Verhütung von Drehung der Stange 190 vorgesehen. Wenn die Stange mittig gelagert ist, wie in Fig. 6 ver anschaulicht, ist sowohl die Einlassöffnung 182 als auch die Öffnung 184 abgeschlossen. Die Stange 190 ist jedoch mit einer Aussparung 194 versehen, die an jedem Ende verjüngt ist und eine Gesamtlänge besitzt, die wenig kleiner ist als der Abstand zwischen den Einlassöffnungen 182 und 184.
Diese Aussparung 194 steht mit einer Auslassöffnung 196 so in Verbin dung, dass, wenn die Ventilstange 190 nach rechts bewegt wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich, die Einlass öffnung 184 zur Auslassöffnung 196 um ein Ausmass geöffnet wird, das von der Versetzung der Ventil stange 190 abhängt, wird die Ventilstange in ent gegengesetzter Richtung versetzt, wird die Einlass- öffnung 182 allmählich zur Auslassöffnung 196 ge öffnet.
Die Stellung der Ventilstange 190 wird durch eine gehärtete Stahlwalze 198 gesteuert, die in einem Käfig 200 angeordnet ist, der mit dem Ende der Ventilstange 190 fest verbunden ist und mit einer Kante 14 in Zusammenwirkung gehalten wird durch eine Druckfeder 202, die zwischen dem Organ 186 und dem Käfig 200 angeordnet ist. Im Betrieb ist, wenn sich das Band 14 nach rechts zu bewegen be ginnt, wie aus Fig. 6 ersichtlich, die Einlassöffnung 184 mit der Auslassöffnung 196 verbunden, wodurch der Druck auf den Zylinder 166 vermindert wird und der Arm 148 sich leicht in Uhrzeigerdrehrichtung be wegen kann.
Diese Bewegung des Armes 148 hat zwei Wir kungen. Erstens bewegt er die Achse der Walze 142 derart, dass sie nicht länger genau rechtwinklig zur Bahn des Bandes 14 verläuft und somit das Band zwingt, sich nach links zu bewegen, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Ausserdem vermindert die Bewegung des Armes 148 in dieser Richtung etwas die Spannung an der benachbarten Kante des Bandes 14, und auch dies trägt zur Berichtigungsbewegung des Bandes bei.
Die Walze 142 ist mit einer äusseren Abdeckung 204 aus Gummi versehen, was einen erhöhten Zug zwischen der Walze 142 und dem Band 14 schafft und zugleich die Anwendung einer Spannwalze klei nen Durchmessers erlaubt, ohne dass hierdurch das Band 14 zu scharfer Biegung veranlasst wird. Das heisst, die Nachgiebigkeit des Gummiüberzuges 204 erlaubt es, dass sich das Band 14 um einen verhältnis mässig grossen Krümmungsradius biegt.
Auf diese Weise ist für eine einfache und wirksame Einrich tung gesorgt, welche die Spannung des Bandes 14 wirksam steuert und zugleich die Bewegung des Bandes ausrichtet und regelt, auch wenn es auf Grund von ungleicher Krümmung oder ungleicher Erhitzung nicht ganz gleichförmig sein sollte.
Eine ähnliche Einrichtung in Fig. 2 mit 206 be ziffert, ist für die Spannung und Ausrichtung des untern Bandes 16 vorgesehen und bedarf demgemäss keiner ins einzelne gehenden Beschreibung.
Da die dünnen Metallbänder durch die Behand lung oder das Werfen bei der Herstellung oder durch ihre Überhitzung oder ungleichförmige Erhitzung be schädigt werden können, ist eine in Fig. 2 mit 208 bezifferte Einrichtung zum Glätten und Ausrichten der Bänder vorgesehen. Zwei horizontal im Abstand voneinander vorgesehene Walzen 210 und 212 sind im Gestell der Maschine drehbar gelagert und erstrek- ken sich über die volle Breite des Bandes 14 unmittel bar unterhalb der normalen Bahn des Bandes 14. Eine weitere Walze 214 ist von einem Paar von Armen 216 und 218 (siehe auch Fig. 1) drehbar ab gestützt, die auf dem Gestell der Anlage bei 220 ge lenkig gelagert sind.
Der Arm 216 erstreckt sich über die Walze 214 hinaus, um einen Bedienungshandgriff 216a zu bilden. Die Walze 214 wird üblicherweise, wie in Fig. 2 in vollen Linien angedeutet ist, gelagert. Falls es erwünscht ist, das Band 14 auszurichten, wird der Handgriff 216a in die in gebrochenen Linien ver anschaulichte Stellung bewegt, so dass das Band 14 der in gebrochenen Linien angedeuteten Bahn folgt, indem es sich abwechselnd erst in der einen Richtung und dann in der andern biegt, so dass der Riemen bzw. Band gestrafft und ausgerichtet wird.
Um alle kleinen Vorsprünge oder Warzen aus zubügeln, die z. B. in dem Band 14 durch Schmutz partikelchen zwischen den Walzen und dem Band ver ursacht sein könnten, in die Walze 214 so angeordnet, dass sie nur gegen die Walze 212 drückt, und zwar mit genügender Kraft, um diese kleinen Vorsprünge oder Warzen auszubügeln, wogegen es, wenn die Walze 214 so angeordnet sein würde, dass sie auf die Wal zen 210 und 212 gleiche Drücke ausüben würde, schwieriger sein würde, den zum Ausbügeln dieser kleinen Unvollkommenheiten erforderlichen Druck zu erzielen.
Es ist zu bemerken, dass der Vorgang der Ausrichtung und Glättung durchgeführt wird, während sich das Band in der Anlage befindet, wobei dieselben Antriebs- und Spanneinrichtungen verwendet werden, wie wenn das Metall gerade gegossen wird.
Um leichte Entfernung und Austausch der Bän der 14 und 16 zu ermöglichen und ebenso auch beste Zugänglichkeit zu andern Teilen der Anlage, wird eine Auslegerkonstruktion angewendet. Die untere Bandeinrichtung L, welche das untere Band 16 ab stützt und in Tätigkeit hält, ist auf zwei praktisch rechtwinkligen Gerüsten 221 (Fig. 1 und 3) angeord net, die an gegenüberliegenden Enden der Trommeln 118 und 122 vorgesehen sind, und weist die Gestell teile 76 auf, welche die Stützwalzen 72 sowie die Wasserleitungen 88 tragen.
Diese Gestellteile ruhen ihrerseits auf zwei I-för- migen Trägern 222 und 224, die sich quer unterhalb der Gestellteile 76 sowie zur Rückseite der untern Bandeinrichtung erstrecken, wo sie an Querträgern 226 und 228 fest angebracht sind (Fig.4). Diese Querträger sind ihrerseits von einem Gerüst abge stützt, das vertikale Gerüstorgane 230 und 232 auf weist.
Die obere Bandeinrichtung U, welche das obere Band 14 abstützt, ist so angeordnet, dass es mit Bezug auf die untere Bandeinrichtung L bequem angehoben und abgesenkt werden kann. Die Trommeln 126 und 130 und andere bei dem Betrieb des Bandes 14 be teiligte Organe sind auf zwei praktisch rechtwinkligen Gerüsten angeordnet, die mit 236 bezeichnet sind (Fig. 1 und 3) und die mittels seitlicher Querträger ausreichend miteinander verbunden sind zur Bildung einer starren Konstruktion. Zwei dieser seitlichen Querträger 238 und 240 (Fig.2) sind mit Hebel armen 242 bzw. 244 (Fig. 4) verbunden, welche den obern Teil der Maschine anheben und absenken.
Die Art, in welcher diese Hebelarme mit den Querträgern verbunden sind, geht aus Fig. 3 im Zu sammenhang mit dem Arm 244 hervor. Der andere Arm 242 ist in derselben Weise angeschlossen und wirksam, so dass er nicht im einzelnen beschrieben zu werden braucht. Der Arm 244 ist bei 246 gelenkig abgestützt in einem Lager 248, das mit der Unter seite eines I-förmigen Trägers 250 fest verbunden ist, der sich zwischen den aufrechten Gerüstteilen 230 erstreckt (siehe auch Fig. 4). Ein Ende des Bandes 244 ist durch ein kurzes Gelenkglied 252 mit der Mitte des Querträgers 240 der obern Bandeinrich tung verbunden.
Das Gelenkglied 252 ist an beiden Enden so angelenkt, dass sich die obere Bandeinrich tung eher vertikal als in einer Bogenbahn bewegen kann, wenn der Hebel 244 gehoben und gesenkt wird. Um die vertikale Bewegung zu führen, ist ein Paar Führungsstangen 254 und 256 mittels der Quer- träger 226 und 250 starr abgestützt und erstreckt sich rechtwinklig zur Längsachse des Giessbereiches, so dass die nebeneinander befindlichen Oberflächen der beiden Bänder ihre parallele Lage zueinander bei behalten, wenn die beiden Hälften der Anlage ge trennt sind.
Ein Paar Führungsorgane 258 und 260 (Fig. 3) sind mit den obern und untern Teilen des Gestelles der oberen Bandeinrichtung durch Schwei sseng oder auf andere Weise fest verbunden und mit vertikalen Bohrungen versehen, die um die Führungs stangen 256 passen. Ähnliche Führungsorgane sind mit der Führungsstange 254 fest verbunden.
Um die obere Bandeinrichtung anzuheben und abzusenken, ist ein hydraulischer Stosszylinder 262 (Fig.4) mit dem Gerüstteil 228 und seine Kolben stange 264 mittels eines Querorgans 266 mit den Enden der Hebelaune 242 und 244 verbunden. Für die Zufuhr hydraulischen oder pneumatischen Drucks zum Zylinder 262 eignen sich beliebige geeignete Mit tel; da sie bekannt sind, brauchen sie hier nicht näher beschrieben zu werden.
Im Betrieb wird die Stellung der obern Bandein richtung mit Bezug auf die untere Bandeinrichtung gesteuert mit Hilfe von Abstandgliedern, wie sie bei 268 und 270 (Fig. 3) zu sehen sind. Vorzugsweise wird der hydraulische Druck auf der obern Oberfläche des Kolbens des Zylinders 262 während des Be triebes aufrechterhalten.
Diese Ausgleichsgegenkraft genügt nicht, um den obern Teil der Anlage von den Abstandgliedern 268 und 270 anzuheben, vermindert aber die Last auf den Abstandgliedern in einem sol chen Ausmass, dass der obere Teil der Anlage das Bestreben hat, zu schweben , so dass, falls die An lage sich blockieren oder eine andere Schwierigkeit auftreten sollte, ihr oberer Teil angehoben und auf diese Weise Beschädigung der Bänder und sonstiger Teile der Anlage verhütet wird.
Um die Bänder 14 und 16 anzutreiben, ist ein Elektromotor 272 (Fig. 1), der vorzugsweise mit einer nicht veranschaulichten Geschwindigkeitsregeleinrich- tung versehen ist, mittels einer Antriebskette 274 mit Kettenrädern verbunden, die so angeordnet sind, dass sie die Antriebstrommeln 118 und 126 drehen. Die Kette 274 erstreckt sich über ein Kettenrad, das oberhalb der obern Bandeinrichtung U angeordnet ist, derart, dass die obere Bandeinrichtung ohne Abkup peln der Antriebseinrichtung gehoben und gesenkt werden kann.
Die zuvor beschriebene Anlage eignet sich beson ders zum Giessen von Aluminium- und Aluminium legierungsstreifen, doch sind die dargelegten Wesens merkmale in gleicher Weise für das Giessen anderer Metalle anwendbar. Die Anlage bietet höchste An passungsfähigkeit im Betrieb und macht sie besonders für kurze Betriebsgänge schätzenswert. Die Breite des zu giessenden Streifens kann sehr rasch lediglich durch Anpassung des Abstands der festen und bewegten Wehre durch Versetzen der Riegelmuttern 62 längs der Stange 64. Die Dicke des zu giessenden Streifens lässt sich rasch durch Austausch der Abstandkörper 268 und 270 sowie der bewegten Wehre 37 und 38 gegen Wehre ändern, die hinsichtlich der Dicke dem neuen Abstand zwischen den Bändern 14 und 16 entsprechen.
Aus dem Vorangegangenen ist ersichtlich, dass mit der Erfindung eine wirksame und wirtschaftliche Giessanlage verwirklicht wird, die sich für die Er reichung der hier dargelegten Ziele und Zwecke gut eignet, und die sich leicht in eine Fülle von Möglich keiten abwandeln lässt, um sie den Bedingungen des besonderen Giessvorganges aufs beste anzupassen.
Method and device for casting a continuous metal strip directly from liquid metal The invention relates to methods and devices for casting a continuous metal strip directly from liquid metal, the molten metal being introduced into a casting zone which is spaced apart from the inner surfaces of two mutually moving bands is formed.
The belts can usually be two endless metal belts that can be attached to drive drums that are spaced apart from one another. These metal strips are cooled by water or other means so that a continuous strip of solidified metal emerges from the device.
Devices of this type have generally already been made. It is an object of the present invention to further improve such devices to have widespread industrial application for the economical high-speed casting of high quality metal strips.
The method is characterized according to this invention in that at least one of the two belts is cooled by cooling liquid is driven over the outer surface of the belt in order to form a substantially uninterrupted, rapidly moving liquid film, which is located directly on the outer surface of the Tape moved along.
The device according to the invention is characterized by a source which supplies cooling liquid under pressure, as well as by a plurality of lines which are connected to the source and have outlet means which are in communication therewith and the cooling liquid at an only acute angle onto the Apply the outer surface of the belt to create a fast moving film or layer of cooling fluid which travels along the upper surface of the belt.
An embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the accompanying drawings and described below. 1 shows a simplified perspective representation of the strip casting device, FIG. 2 an elevation view with certain parts cut away, FIG. 3 a partial sectional view along the line 3-3 of FIG. 2 with certain parts omitted and cut away for a clearer illustration ,
4 shows a simplified perspective view of the rear part of the device, which shows the water supply device and the device for supporting and lifting the upper belt system; FIG. 5 shows a partial perspective view of the upper belt system with parts cut away to illustrate the design of the support rollers , the arrangement of openings for supplying coolant to the belt, and the deflector for removing the excess coolant from the surface of the belt,
6 is a simplified perspective and schematic representation of one of the belt guiding and tensioning devices, FIG. 7 is a partial perspective view of the arrangement of fixed and moving barrier weirs which form the sides of the molten metal sump that feeds into the casting area, FIG. 8 is a perspective view View of the distributor for supplying molten metal to the plant and FIG. 9 is a partial perspective view of the embodiment of one of the moving weirs.
The molten metal is supplied from a casting box or ladle 2 (FIGS. 1 and 2), which feeds the molten metal into the system through an outlet 4 in the floor. The speed at which metal is fed to the device or machine is regulated by the operator of the machine with the aid of a conventional shut-off element 6 which is connected by means of a vertical rod 8 to a control lever 10 articulated at 12. This device allows the metal to be poured from the bottom of the pouring ladle 2 in such a way that particles of slag and oxidized metal are not carried into the system with the molten metal.
The molten metal from the pouring ladle 2 forms a sump or bath B, from which it is brought into the pouring area, which is formed between the upper and lower endless metal belts 14 and 16, respectively. These belts are supported and driven by upper and lower belt systems, which are generally referred to as <I> U </I> and <I> L </I>. These two belts are driven at the same linear speed and move away from the molten bath B in the same direction. In the entire casting area, the metal strips form practically flat surfaces which are uniformly spaced from one another and between which the metal can solidify without pressure, so that a continuous solid metal strip is discharged from the casting area.
In order to ensure the uniform conveyance of the metal to the casting area and to prevent eddies in the molten metal, it is distributed over the width of the belts 14 and 16 by means of a distributor 18 which is arranged so that it can pick up the metal from the casting ladle 2 . The bottom opening of the outlet 4 is as close to the surface of the manifold 18 as possible, which supplies the casting area of the machine in order to prevent the inclusion of any air in the melt stream that could otherwise be carried into the finished product. As best shown in Fig. 8, the manifold is like a metal trough ge staltet, the diverging, tapered side parts 20 and 22 has.
The distributor converges in a vertical plane and diverges in the horizontal plane in such a way that the metal flow is directed over the full width of the strip to be cast. The distributor 18 is arranged with a forward inclination so that, as the molten metal flows into the casting area between the belts 14 and 16, it becomes a relatively moderately calm sump which feeds into the casting area.
In order to take advantage of this lateral flow and to prevent vortex formation in the metal, the bottom 24 of the manifold 18 is provided with an uneven or roughened surface that has either grooves or ribs that are arranged so that they are a time deflection of the Metal. For example, a preferred device can be seen in Fig. 8, in which in the bottom 24 spaced apart Liche grooves 26 are cut, which consist of two groups of parallel grooves, the angles under Win of about 45 with respect to the longitudinal axis of the Manifold 18 run, the two groups of grooves cutting at approximately right angles.
In order to achieve further control of the distribution of metal in the distributor 18, a metal flap 28 is articulated at 30 which has diverging edges which fit tightly within the side walls 20 and 22. The molten metal enters the manifold 18 in the direction illustrated by the arrow 32 in FIG. 8, with the rear of the hinged plate 28 forming a small head of molten metal so that it is pivoted upwards and a shallow metal stream flows out below it and flowing into the molten bath.
This folding plate is used to slow down the metal and its lateral distribution in a flat stream, regardless of the speed at which the metal is fed to the system. In addition, the flap 28 acts as a scraper and collects the surface contaminants behind it. During the whole casting operation, the flap 28 remains below the level of the side panels 20 and 22, but can be pivoted upwards at the end of the process to allow easy removal of any accumulated metal and debris. The distributor 18 can consist of any metal of sufficient temperature resistance or be clad with high temperature-resistant material.
Such a distribution device or the like is important for plants of the type in question because the large tonnage capacity makes it necessary to supply large quantities of molten metal at low linear speeds. Higher speeds would lead to excessive vortex formation in bath B, which would result in undesirable surface properties in the cast strip. In addition, if the incoming metal stream is not spread out enough and is practically directed at the width of the strip to be cast, eddies will form in the molten metal bath, which would cause the rotating metal in the middle of the eddy to cool down, causing it to Precipitation can come from an alloy.
Such cooler areas of the metal can also cause vertical pressure in the casting area and cause the ribbons to burn. The molten metal collects in a sump in the area which is denoted by the letter B in common in Figs. This metal is carried by the band 16 (FIG. 2), which moves in the direction indicated by the arrow 34 into the casting area between the belts 14 and 16, the belt 14 being arranged in such a way that it moves according to the arrow 36 , moved in the same direction through the casting area. The bands 14 and 16 are made of light sheet metal, for. B.
Steel, or more appropriately flexible and heat-resistant digem: metal. In order to minimize excessive heating and warping of the tapes, it is desirable that their surfaces have a thin coating of heat-insulating material close to the metal being cast. One of the easiest and most practical ways to provide this insulation is to coat the tapes with a layer of lamp soot by exposing the surfaces of the tapes, as well as other parts that come into contact with the hot metal, to a sooty flame while the belts are running in the system.
In other methods of reducing the heat flow from the metal to the belts, the belts are treated with phosphate or surface materials, such as B. the commercially available bonding process, or the metallic surfaces of the strips are anodized or coatings of heat-resistant oxides, such as zirconium or aluminum oxides, or of metal hydrides are sprayed or otherwise applied. Instead, the surfaces of the strips can also be roughened by sandblasting or the like to form small pockets of air, which is expanded by the hot metal and thereby forms an insulating gas film.
The surfaces of the parts in contact with the hot metal can also be coated with silicones, oils, or with other substances that generate a gas film when heated by the hot metal. Such surface conditions are not always essential for good operation, but they can become considerably more important when metals with higher melting points are cast. This limited insulation provides control over the amount of heat transfer and reduces the amount of water required to cool the belts so that they do not burn or throw themselves.
It also allows lower speeds to be poured when desired. The contact between the hot metal and the lower band is more intimate than with the upper band, and it is sometimes desirable to provide more surface insulation, e.g. B. by a thicker insulating coating on the lower band than on the upper one.
In order to keep the molten metal in the area between the belts and to prevent the sump B from stepping over the sides, a combination of moving and stationary weirs is provided. A moving weir 37 consists of flexible, hitzebestän digem material of a thickness which corresponds to the thickness of the metal to be cast. The moving weir 37 is in the form of an endless belt slightly longer than the belt 16 and is arranged in such a way that it can roll through the pouring area on the upper surface of this belt. A similar moving weir 38, FIG. 3, is provided at a lateral distance from the moving weir 37 and is effective in the same way.
These two moving weirs run continuously through the casting area in close cooperation with the upper belt 14 and the lower belt 16 and thus create lateral seals which limit the metal to the exact desired width. The moving weirs can, for. B. consist of blocks of metal or porous heat-resistant material, which is laid on a cable or flexible wire, or they can consist of such blocks that are attached to chain links or connected by such links. A preferred method of training results from FIG. 9.
Blocks 42 made of metal or refractory material are provided with slots 44 through which a flexible metal strip 46 runs. After the blocks 42 are attached to the strip 46, it is welded into a continuous strip to form a weir as illustrated in FIG.
These agitated weirs 37 and 38 also extend along the sides of the molten sump B, serving to maintain the sides of the sump and at the same time create continuous movement along the sides of the same so as to prevent excessive accumulation of metal around the edges be careful before the metal enters the casting area.
Preferably, however, the depth of the sump B is greater than the thickness of the strip to be cast, and therefore a pair of stationary weirs 48 and 50 (FIG. 1) which are combined with the moving belts 37 and 38, respectively, create additional height at the Be th of the molten sump B, and forms here through a seal where the molten metal enters the casting area. These stationary weirs also serve as guides to keep the moving weirs 37 and 38 in the correct positions. The design of one of the stationary weirs can be seen from FIG. The weir 48 consists of a metal block which has a longitudinal groove along the bottom through which the moving weir runs.
At least on the inner side of the weir, the side wall does not cover the moving weir 37 completely, so that the lower part of the moving weir is exposed to the molten metal, thereby preventing undesired accumulation of the metal along the edges. For the fixed weir, a cooling medium can be provided, for. B.
Inlet and outlet pipes 51 and 52 which are connected to one another via a passage 54 within the fixed weir 48. In order to create a seal between the stationary weir 48 and the upper moving belt 14, the leading edge of the stationary weir is tapered, as shown at 56, and this taper corresponds exactly to the surface of the belt 14 immediately adjacent to the entry into the casting area.
One of the advantages of the plant according to the invention is the ease with which it can be adjusted to produce strips of various widths. For this purpose, the stationary weirs 48 and 50, which maintain and control the position of the moving weirs 37 and 38, are arranged in such a way that they allow their positions to be adjusted quickly both laterally and in the longitudinal direction. Each of the weirs 48 and 50 is connected by a rod 58 to a split collar 62 which can slide on a rod 64 supported by a pair of gesture organs 66. The end portion of the rod 58 is threaded so that the longitudinal position of the held weir can be adjusted by means of two nuts 68 and 70 on either side of the split collar 62.
If the nuts 68 are loosened, the collars 62 can be shifted laterally along the rod 64 in order to adjust the stationary weirs and in this way the moving weirs, so that the desired width of the metal strip is achieved. As best shown in Fig. 3, the moving weirs 37 and 38 are arranged in front of preferably longitudinal areas between the apices 78 and 82 of the support rollers, so that the flexibility of the metal strips 14 and 16 a good fit between the moving belts and allowed the weirs.
In order to support the lower metal belt 16 in the casting area, a number of parallel support rollers 72 (FIGS. 2 and 3) are arranged immediately below the metal belt 16. These rollers extend across the belt and are distributed over the entire casting area at a parallel distance from one another. The number of rollers depends on the size of the caster and is not critical as long as enough rollers are provided to effectively support the belt 16 and keep its surface practically level over the area where the metal is being formed. The rollers rest in end bearings 74 in frame parts 76.
In order to cool the metal strip 16, its lower surface is continuously rinsed with large amounts of water. So that the water can cover practically the entire surface of the belt that is in contact with the hot metal, the rollers 72 (FIG. 3) are provided with peripheral ribs 78 located at a distance from one another. These protrusions or ribs are the only parts of the rollers which cooperate with the belt 16, such that the water can be sprayed along the belt 16 without hot spots developing between the rollers and the belt.
The upper belt 14 is equipped with a similar set of backup rolls 80 which have the same functions as the lower rolls 72. These rollers are also seen on the circumference with ribs 82 ver and rest in end bearings 84 in frame parts 86.
In order to cool the lower belt 16, a number of nozzles are provided, by means of which a continuous Licher film of rapidly moving water is brought out to cover the lower surface of the belt 16 opposite the pouring area. This water preferably flows along the belt 16, since this direction of flow has proven to be more effective cooling. The nozzles consist of a series of lines 88 which extend across the underside of the Ban of between the rollers 72 and are provided with a series of orifices 90 (Figs. 3 and 5). These mouths are arranged to expel the water at a slight angle with respect to the belt 16 and move in the same direction as the belt is moving.
In this way, a rapidly moving water film with maximum cooling effect is maintained in the entire cooling area.
Each line 88 is closed at one end and connected at the other end to a flexible hose 92, which feeds the water from a Ver divider 94 under pressure.
The upper belt 15 is cooled in a similar manner by nozzles consisting of spaced apart lines 96 which extend transversely to the upper surface of the belt 14 and are provided with mouths 98. These outlets also direct the water at a slight angle onto the surface of the belt and thereby create the greatest possible uniformity of cooling over the entire area. The lines are connected to the distributor piece 94 by a series of hoses 100.
There can be as many nozzles as are necessary to provide the required cooling. However, it is important to avoid the accumulation of an excessive amount of water on the belt, which, due to its inertia, would reduce the speed of the water so that the greatest cooling would not be achieved. To prevent such a build-up of water, a series of paddles or scrapers 102 (Figures 2 and 5) are provided which extend laterally across the top surface of belt 14 and remove the excess water. Each of these paddles is provided with a blade portion 104 (Fig. 2), the end of which near the top surface of the belt 14, e.g.
B. spaced about 1.5 mm apart and curved in a direction opposite to the water flow so that water that strikes the lower end 104 of the shovel 102 is thrown up along this surface and into a trough 106. A series of angled baffles 108 (Fig. 5) are positioned along one wall of each gutter 106 to provide helical motion to the water so that it moves rapidly along the gutter towards the open end flows away.
One end of this gutter is closed, the opposite end ge open; the water which flows off through these drainage channels, as well as that which flows away from the surfaces of the belts 14 and 16, flows into a storage container 110 (FIG. 4) below the casting installation. In order to prevent excessive water accumulation on the lower belt 16, a curved vane 111 (Figs. 2 and 5) is fixedly attached along each conduit 88 and extends upwardly almost to the belt 16, in an opposite direction curved with the flow of water.
These blades 111 remove excess water from the lower belt and ensure the highest water velocity effect of the cooling.
A centrifugal pump 112, operated by a motor 114, circulates the water from the storage tank 110 through a pipeline 116 into the distributor 94. The pipeline 116 opens into the distributor 94 at the end next to the inlet part of the system, so that the water fed to the nozzles immediately near the area where the molten metal enters the casting area, under higher pressure than that of the mouths in more distant parts of the Water supplied to the pouring area is available. In this way, the highest cooling effect is ensured in the areas where the metal is the hottest and requires the fastest cooling. It is clear that other means can be used to achieve this desired differential pressure, such. B. multiple pumps or in size under different pipelines or the like.
The endless belt 16 runs over a large drive drum 118, which rests in end bearings 120, and an empty drum 122 at the opposite end of the casting area, which rests in end bearings 124. The upper part of the belt 16 between the rollers 118 and 122 is practically evenly rich over all of this, but sags somewhat in the direction of the metal flow. For example, the surface of this belt or belt forms an angle of about 5-10 from the horizontal, as best shown in FIG.
The upper endless belt 14 runs over a large drive drum 126, which rests in end bearings 128, and at the opposite end of the system over an empty drum 130, which rests in end bearings 132.
In order to create space at the entrance to the casting area so that the operator of the machine can observe the flow of metal from the bath bin in the casting area between the belts 14 and 16, the drum 126 is arranged practically higher than the drum 130 and a smaller roller 134 on One enters the casting area so arranged that the part of the belt 14 in the casting area between the drum 130 and the roller 134 is held parallel to the surface of the belt 16 adjacent. Between tween the roller 134 and the drive drum 126, however, the belt 14 diverges from the belt 16, for. B. at an angle of 20. In this way, the metal flow from the bath bin the casting area can be conveniently observed by the operator and the operation of the system can be monitored effortlessly.
The roller 134 rests in end bearings 136 and is preferably grooved or ribs similar to the Rip pen 78 and 82, which have been described in connection with the backup rollers 75 and 80 to prevent dry spots and localized heating of the belt 14. The roller 134 and the metal strip 14 immediately adjacent to this roller are cooled by means of a nozzle device 138 which is provided with a series of orifices 140 which direct water across the width of the strip 14 near the roller 134. The nozzle device can, for. B. be designed so that each of its mouths coincides in its position with one of the peripheral grooves in the roller 134.
Instead, it is also possible to replace the roller 134 with a stationary curved shoe made of metal or temperature-resistant plastic material and also to provide it with ribs or NTTuten that allow appropriate lubrication and cooling.
In practical operation, the size of the bath B and the length of the casting area depends on the speed with which the metal strip is to be made. However, the bath does not have to be so large that excessive cooling occurs in the bath before the metal reaches the casting area between the belts 14 and 16. Such cooling would result in solidified or semi-solidified metal being squeezed together as it entered the parallel pouring area, leaving deposits or imperfect surface conditions in the cast metal.
The longer the system, the faster the metal can lead into it P a, and the larger <B>, </B> the bath can be selected. However, the casting area must be long enough to allow cooling and solidification of the metal, which are sufficient so that it can also be brought to suitable conveyors or other transport devices.
Accordingly, the plant should be equipped with a pouring area, at least four times as long as the molten bath that feeds into the pouring area. This means that the length of the molten bath B, measured from the entry of the casting area on the roller 134 along the belt 16, should not be greater than a quarter of the distance which the metal travels between the parallel casting surfaces of the belts 14 and 16. To provide tension and alignment of the belt 14, a roller 142 (FIGS. 2 and 6) is arranged to cooperate with the lower surface of the upper portion of the belt 14.
This roller 142 is supported at both ends in spherical bearings 144 between two arms 146 and 148. The arms are each firmly connected ver with sleeves 150, 152 which are rotatably supported by means of a horizontal shaft 154 which is arranged in frame parts of the location. An arm 156 is fixedly connected to the sleeve 150 and articulated to a piston rod 158 of a pneumatic pressure cylinder 160. In a similar way, the sleeve <B> 152 </B> is firmly connected to an arm 162 which is hingedly connected to the piston rod 164 of a pneumatic cylinder 166. The two cylinders are supported in an articulated manner on a stationary cross cock 167.
With this device, the same pressures can be applied to the inlet openings 168 and 170 of the pneumatic pressure cylinders 160 and 166, whereby the belt 14 is given tension. In order to regulate the extent of this tension, a corresponding, not illustrated source of compressed air can be connected to these cylinders via an ordinary valve device. A suitable device is indicated schematically in FIG. 6, in which air pressure is fed to the cylinder 166 via a pipe 172 and a pressure reducing or regulating valve 174 and a pipe 176. The pressure inlet pipe 172 is also connected via a pressure reducing or regulating valve to a line 180 which is in communication with the cylinder 160.
In this way, valves 174 and 178 can be adjusted so that cylinders 160 and 166 receive equal pressures so that equal tension is applied to both sides of belt 14.
In order to automatically guide the belt 14 so that it remains aligned with the various rollers even over long periods of operation, differential pressure is exerted on the two cylinders 160 and 166 so that one end of the roller 142 with respect to the other end of these salts is articulated to the extent necessary to guide the tape 14 along the prescribed path. To accomplish this, the conduits 180 and 176 are connected to the inlet ports 182 and 184 of a pressure regulating valve 186, respectively. The valve 186 consists of a cylindrical member 188 and a valve rod 190 which is longitudinally displaceable through a central bore in the member 188.
A tenon means 192 is provided for the purpose of preventing rotation of the rod 190. When the rod is centrally mounted, as illustrated in FIG. 6, both the inlet opening 182 and the opening 184 are closed. However, the rod 190 is provided with a recess 194 that is tapered at each end and has an overall length that is little less than the distance between the inlet openings 182 and 184.
This recess 194 is connected to an outlet opening 196 so that when the valve rod 190 is moved to the right, as can be seen from FIG. 6, the inlet opening 184 to the outlet opening 196 is opened by an amount that depends on the displacement of the valve Rod 190 depends, the valve rod is moved in the opposite direction, the inlet opening 182 is gradually opened to the outlet opening 196 ge.
The position of the valve rod 190 is controlled by a hardened steel roller 198 which is arranged in a cage 200 which is firmly connected to the end of the valve rod 190 and is held in cooperation with an edge 14 by a compression spring 202 which is between the member 186 and the cage 200 is arranged. In operation, when the belt 14 begins to move to the right, as shown in Fig. 6, the inlet port 184 is connected to the outlet port 196, whereby the pressure on the cylinder 166 is reduced and the arm 148 rotates slightly in a clockwise direction because of can.
This movement of the arm 148 has two effects. First, it moves the axis of roller 142 so that it is no longer exactly perpendicular to the path of belt 14, thus forcing the belt to move to the left, as shown in FIG. In addition, movement of the arm 148 in this direction somewhat reduces the tension on the adjacent edge of the belt 14 and this also aids in the corrective movement of the belt.
The roller 142 is provided with an outer cover 204 made of rubber, which creates an increased tension between the roller 142 and the belt 14 and at the same time allows the use of a tension roller of small diameter without causing the belt 14 to bend sharply. That is, the resilience of the rubber coating 204 allows the band 14 to bend around a relatively moderately large radius of curvature.
In this way, a simple and effective Einrich device is provided, which effectively controls the tension of the belt 14 and at the same time aligns and regulates the movement of the belt, even if it should not be completely uniform due to uneven curvature or uneven heating.
A similar device in Fig. 2 with 206 be numbered, is provided for the tension and alignment of the lower belt 16 and accordingly does not require a detailed description.
Since the thin metal strips can be damaged by the treatment or throwing during manufacture or by their overheating or uneven heating, a device numbered in Fig. 2 with 208 for smoothing and aligning the strips is provided. Two rollers 210 and 212 provided horizontally at a distance from one another are rotatably mounted in the frame of the machine and extend over the full width of the belt 14 directly below the normal path of the belt 14. Another roller 214 is supported by a pair of arms 216 and 218 (see also Fig. 1) rotatably supported from which are hinged on the frame of the system at 220 ge.
The arm 216 extends beyond the roller 214 to form an operator handle 216a. The roller 214 is usually, as indicated in Fig. 2 in full lines, stored. If it is desired to align the band 14, the handle 216a is moved to the position shown in broken lines so that the band 14 follows the path indicated in broken lines by alternating first in one direction and then in that others bends so that the belt is tightened and aligned.
In order to iron out any small protrusions or warts that z. B. could be caused in the belt 14 by dirt particles between the rollers and the belt ver, arranged in the roller 214 so that it only presses against the roller 212, with enough force to iron out these small projections or warts, whereas if roller 214 were arranged to apply equal pressures to rollers 210 and 212, it would be more difficult to obtain the pressure required to iron out these small imperfections.
It should be noted that the alignment and smoothing operation is performed while the strip is in place, using the same drive and tensioning devices as when the metal is being cast.
To allow easy removal and replacement of the bands 14 and 16 and also the best accessibility to other parts of the system, a cantilever design is used. The lower belt device L, which supports the lower belt 16 and keeps it in operation, is on two practically rectangular frames 221 (FIGS. 1 and 3) angeord net, which are provided at opposite ends of the drums 118 and 122, and has the frame parts 76, which carry the support rollers 72 and the water pipes 88.
These frame parts in turn rest on two I-shaped supports 222 and 224, which extend transversely below the frame parts 76 and to the rear of the lower belt device, where they are firmly attached to transverse supports 226 and 228 (FIG. 4). These cross members are in turn supported by a frame, the vertical frame members 230 and 232 has.
The upper belt device U, which supports the upper belt 14, is arranged so that it can be conveniently raised and lowered with respect to the lower belt device L. The drums 126 and 130 and other organs involved in the operation of the belt 14 are arranged on two practically right-angled frames, which are designated by 236 (FIGS. 1 and 3) and which are sufficiently connected to one another by means of lateral cross members to form a rigid structure . Two of these side cross members 238 and 240 (Fig.2) are connected to lever arms 242 and 244 (Fig. 4), which raise and lower the upper part of the machine.
The way in which these lever arms are connected to the cross members can be seen from Fig. 3 in connection with the arm 244. The other arm 242 is connected and operative in the same way, so that it does not need to be described in detail. The arm 244 is articulated at 246 in a bearing 248 which is fixedly connected to the underside of an I-shaped carrier 250 which extends between the upright frame parts 230 (see also FIG. 4). One end of the belt 244 is connected by a short hinge link 252 to the center of the cross member 240 of the upper Bandeinrich device.
The hinge member 252 is hinged at both ends so that the upper Bandeinrich device can move vertically rather than in an arcuate path when the lever 244 is raised and lowered. In order to guide the vertical movement, a pair of guide rods 254 and 256 are rigidly supported by means of transverse supports 226 and 250 and extend at right angles to the longitudinal axis of the casting area, so that the surfaces of the two belts that are next to one another maintain their parallel position to one another when the two halves of the system are separated.
A pair of guide members 258 and 260 (Fig. 3) are fixedly connected to the upper and lower parts of the frame of the upper belt device by welding or otherwise and provided with vertical bores which rods 256 around the guide fit. Similar guide members are firmly connected to the guide rod 254.
In order to raise and lower the upper belt device, a hydraulic push cylinder 262 (FIG. 4) is connected to the frame part 228 and its piston rod 264 by means of a transverse member 266 with the ends of the levers 242 and 244. Any suitable means are suitable for supplying hydraulic or pneumatic pressure to the cylinder 262; as they are known, they do not need to be described in detail here.
In operation, the position of the upper band device with respect to the lower band device is controlled by means of spacers, as can be seen at 268 and 270 (FIG. 3). Preferably, hydraulic pressure is maintained on the top surface of the piston of cylinder 262 during operation.
This counterbalancing force is not sufficient to lift the upper part of the system from the spacers 268 and 270, but reduces the load on the spacers to such an extent that the upper part of the system tends to float, so that if the In the event of a blockage or any other difficulty, the upper part should be lifted to prevent damage to the belts and other parts of the system.
In order to drive the belts 14 and 16, an electric motor 272 (FIG. 1), which is preferably provided with a speed control device (not shown), is connected by means of a drive chain 274 to sprockets which are arranged in such a way that they drive the drive drums 118 and 126 rotate. The chain 274 extends over a chain wheel which is arranged above the upper belt device U in such a way that the upper belt device can be raised and lowered without uncoupling the drive device.
The system described above is particularly suitable for casting aluminum and aluminum alloy strips, but the characteristics set out are equally applicable to the casting of other metals. The system offers the highest degree of adaptability in operation and makes it particularly valuable for short operations. The width of the strip to be cast can be changed very quickly only by adjusting the distance between the fixed and moving weirs by offsetting the locking nuts 62 along the rod 64. The thickness of the strip to be cast can be changed quickly by exchanging the spacers 268 and 270 and the moving weirs 37 and 38 against weirs which correspond in thickness to the new spacing between the bands 14 and 16.
From the foregoing it can be seen that with the invention an effective and economical casting system is realized which is well suited for achieving the goals and purposes set out here, and which can easily be modified in a plethora of possibilities to meet the conditions to best adapt to the particular casting process.