DE3330810C2

DE3330810C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Stranggießen von Metall

Info

Publication number: DE3330810C2
Application number: DE3330810A
Authority: DE
Inventors: Martin 3961 Venthône Bolliger; Kurt 3960 Sierre Buxmann
Original assignee: Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: LAUENER ENGINEERING AG THUN CH
Priority date: 1983-08-24
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1985-12-05
Also published as: NL8402412A; FR2550974B1; GB2145358B; GB2145358A; DE3330810A1; FR2550974A1; CH663165A5; BE900416A; CA1232117A; IT1176524B; JPS6068145A; JPH0571337B2; LU85485A1; SE8404184D0; US4625788A; GB8421397D0; AU3182984A; SE8404184L; IT8422163A0

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metall, insbesondere mit einer Gießmaschine mit mitlaufenden Kokillen (1), tritt das Metall als Schmelze aus einer Düse mit gegebenenfalls einem Düsenmundstück (2) zwischen die Kokillen aus und erstarrt zwischen seitenbegrenzenden Elementen. Dabei schließt an das Mundstück (2) beidseitig je eine Schikane (6) an, auf welche in Gießrichtung je ein Kühlblock (8) nachfolgt. Zwischen Schikane (6) und Kühlblock (8) ist ein Spalt (9) gebildet, durch welchen ein Gas (10) in einen Eckbereich (11), gebildet aus Schikane (6), Kühlblock (8) und Schmelze (3), einblasbar ist, welches in diesem Eckbereich (11) ein Gaskissen aufbaut. Die Durchflußbreite (b1) der Metallschmelze (3) zwischen den sich gegenüberliegenden Schikanen (6) kann durch Bewegung der Schikanen (6) in Richtung (x) verändert werden. Das gleiche gilt für die Breite (b2) der sich gegenüberliegenden Kühlblöcke (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metall, insbesondere mit einer Gießmaschine mit mitlaufenden Kokillen, wobei das Metall als Schmelze aus einer Düse mit einem Düsenmundstück zwischen die Kokille austritt und zwischen seitenbegrenzenden Elementen erstarrt, sowie ein Verfahren hierfür.

Zum Stranggießen, insbesondere von Eisen- und Nichteisenmetallen, sind Maschinen entwickelt worden, die eine Kokille mit stetig mitwandernden Wandungen aufweisen. Unter diesen Maschinen befinden sich solche, bei denen zwischen zwei umlaufenden Stahlbändern gegossen wird. Außerdem sind Maschinen be kannt, bei denen die Gießform durch eine Doppelreihe von Kokillenhälften gebildet ist, die zu zwei endlosen umlaufenden Ketten vereinigt sind.

Insbesondere bei Maschinen mit Raupenkokillen zum Gießen von verhältnismäßig dünnen Metallbändern, z. B. Bändern von nur 20 mm Dicke und darunter, ist der Bei jich um die Zuführungsdüse sowie diese selbct der problematischste Bestandteil der gesamten Gießanlage. Dies rührt in erster Linie davon her, daß sowohl die mechanische Beanspruchung, als auch die Beanspruchung der Anlageteile durch die sehr hohe Metalltemperatur am größten ist

Üblicherweise wird die Metallschmelze bzw. das zwischen den Kokillen erstarrende Metallband seitlich von mitlaufenden Seitenbegrenzern aufgenommen. Diese Seitenbegrenzer erfordern einen hohen Kostenaufwand für ihre Installation und ihren Unterhalt zumal für verschiedene Gußbanddicken auch verschiedene Seitenbegrenzer benötigt werden. Ihre Anfälligkeit gegen Siö- rangen ist insbesondere deshalb sehr hoch, weil der Abstand sowohl zwischen Seitenbegrenzer und Düse, als auch zwischen Seitenbegrenzer und Kokille mit höchster Präzision eingestellt und während des Gießbetriebes aufrecht gehalten werden muß. Weiterhin gestatten es die bekannten Seitenbegrenzer nicht die Breite eines gegossenen Metallbandes während des Gießbetriebes zu verändern. Hierin liegt aber ein erheblicher Nachteil, da die Anpassung der Gußbandbreite an eine bestellte Breite nur in beschränktem Maße, meist gestaffelt nach Stufen, möglich ist Der genaue Breitenzuschnitt muß dann durch Besäumen des Bandes erfolgen, was wiederum zu erheblichen Metallabfällen, verbunden mit Arbeitskosten, führt

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt eine Vorrich-

tung sowie ein Verfahren der oben genannten Art zu entwickeln, bei dem er während des Gießbetriebes die Breite des gegossenen Bandes verstellen kann und gleichzeitig eine bessere Kontrolle des Metallschmclzcflusses hat Zudem soll auch eine gezielte seitliche Küh- lungerfolgen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt daß an das Düsenmundstück beidseitig je eine Schikane anschließt, auf welche in Gießrichtung je ein Kühlblock nachfolgt. Die Schikane hat insbesondere den Vorteil, daß das sowieso schon sehr starken Erosionskräften ausgesetzte Düsenmundstück nicht zusätzlich von der Schmel/.c seitlich hinterflossen wird. Hierdurch wird die Lebensdauer der sehr teuren Düse verlängert. Der nachfolgende Kühlblock bewirkt eine gezielte seitliche Kühlung der Schmelze bzw. des erstarrenden Metallbandes, was sich sehr positiv auf die Güte des Metallbandes, insbesondere im Randbereich, auswirkt.

Die Schikane besteht aus einem feuerfesten Material. Der Kühlblock dagegen soll aus einem Metall bestehen, welches jedoch einen höheren Schmelzpunkt als das zu vergießende Metall aufweist. Beispielsweise wird beim Vergießen von Aluminium der Kühlblock aus Kupfer bestehen. Beim Vergießen von Stahl könnte dagegen an einen Kühlblock ebenfalls aus Stahl gedacht werden.

Schikane und Kühlblock sind so zueinander ausgerichtet, daß sie einen Spalt zwischen sich bilden, durch welchen ein Gas in den Eckbereich zwischen Schikane und Kühlblock eingeblasen werden kann. In der Regel dürfte der Kühlblock etwas nach hinten versetzt zu der Schikane angeordnet sein. Die Metallschmelze umfließt dann die Schikane und trifft unter Ausbildung eines Eckbereichs auf den Kühlblock. Würde die Schmelze in diese Ecke hineinfließen und dort gegebenenfalls teilweise

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erstarren, würde sich dies auf die Qualität der Bandkanie negativ auswirken. Durch das eingeblasene Gas bildet sich jedoch im Eckbereich ein Gaskissen, das die Schmelze aus dem Eckbereich herausdrückt Zur Unterstützung dieses Merkmals der Erfindung kann in dem Kühlblock noch zusätzlich ein Kanal mit gegebenenfalls einem Reservoir vorgesehen sein, durch welchen ein Schmiermittel, beispielsweise Öl, in den Eckbereich zwischen Kühlblock und Schikane eingedrückt wird. Dieses Schmiermittel unterstützt auch die Bestrebung des an der Kante des Gußbandes langsam erstarrenden Metalls, an dem Kühlblock entlang zu gleiten, bis die Kruste eine tragfähige Dicke erreicht und das Metallband von dem Kühlblock wegschrumpft

Der Kühlblock selbst weist einen Ringkanal zur Führung eines Kühlmittels, in der Regel Wasser, auf.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, d?ß die Durchflußbreite der Metallschmelze zwischen den sich gegenüberliegenden Schikanen verstellt werden kann. Hierzu werden die Schikanen selbst zueinander oder voneinander weg manuell oder automatisch bewegt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß auch die sich gegenüberliegenden Kühlblöcke zueinander bewegbar ausgestaltet sind. Hierdurch ergibt sich die sehr wesentliehe Möglichkeit daß die Breite des Metallbandes während des Gießens verändert werden kann, ohne daß der Gießvorgang selbst unterbrochen werden muss. Dabei erübrigt sich ein nachträgliches Besäumen des Bandes, was zu einem geringeren Metallabfall und zu einer Verringerung der Produktionskosten führt Im Rahmen der Erfindung liegt auch, daß gegebenenfalls die Schikanen feststehen, während nur die Kühlblöcke lageveränderbar ausgebildet sind. Im übrigen erfolgt das Verschieben der Kühlblöcke sehr langsam, beispielsweise 1 cm pro Minute.

Im Anschluß an den Kühlblock ist erfindungsgemäß weiterhin eine Düse vorgesehen, mit welcher ein Wasscrnebel auf das Metallband aufgespritzt wird, um das Metallband an einem Wiederaufschmelzen zu hindern.

Das Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Metall ist insbesondere dadurch charakterisiert, daß die Breite des aus dem Düsenmundstück austretenden Melulls und/oder die Breite des erstarrenden Metallbandes während des Gießens verändert wird. Hierin liegt auch der wohl wesentlichste Vorteil der oben dargestellten Anlage.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Ertindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreioung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch eine Gießmaschine mit mitlaufender Kokille 1 im Bereich eines Auslaufes 4 eines Düsenmundstückes 2, durch welchen eine Metallschmelze 3 zwischen die Kokillen ausiließt, von denen der Übersichtlichkeit halber nur die untere Kokille 1 dargestellt ist

Die Metallschmelze bewegt sich, von Wänden 5 des Düsenmundstücks 2 in einer Breite b geführt, zum Auslauf 4 hin. Dort wird die Breite b des Schmelzestromes 3 durch Schikanen 6 auf eine Breite b\ verringert Danach umfließt die Schmelze 3 die Schikanen 6, angedeutet durch Pfeile 7, und trifft auf einen Kühlblock 8. Dieser bewirkt durch Kühlung, daß die Schmelze 3 erstarrt und auf endgültige Breitt 62 des gegossenen Metallbandes (verdichtet dargestellt) schrumpft.

Die Schikanen 6 bestehen vorzugsweise aus einem Isolationsmaterial, während der Kühlblock 8 aus einem Metall mit einem gegenüber der Schmelze 3 geeigneten Schmelzpunkt hergestellt sein kann.

Zwischen den Schikanen 6 und den Kühlblöcken 8 befindet sich ein Spalt 9, welcher von einem Gas (angedeutet durch Pfeil 10) beaufschlagt wird. Dieses Gas, vorzugsweise Luft verhindert, daß die Schmelze 3 in den Eckbereich 11 zwischen Schikane 6 und Kühlblock 8 eindringt was für die Qualität einer Kante 12 des Bandes von großer Bedeutung ist Zur Verbesserung des Aufbaus eines Luftkissens und zur Verbesserung der Gleitfähigkeit des Metallbandes wird zusätzlich zum Gas 10 durch einen Kanal 14 mit Reservoir 15 in den Kühlblock 8 ein Schmiermittel 16 (beispielsweise Öl) in den Eckbereich 11 eingeleitet

Die Kühlung selbst erfolgt durch Einleitung eines Kühlmittels 17 (vorzugsweise Wasser) in einen Ringkanal 18 im Kühlblock 8.

Das aus dem Kühlblock heraustretende Metall wird anschliessend mit Preßluft 20 aus Düsen 21 beaufschlagt um ein Wiederaufschmelzen zu verhindern. Der Preßluft 20 wird dabei vorzugsweise noch Wasser zugegeben, so daß ein kühlender Wassernebel entsteht

Die Schikanen 6 sind in Richtung χ verstellbar, so daß die Breite Z>i geändert werden kann. Auch der Kühlblock 8 soll getrennt oder in Verbindung mit den Schikanen 6 in Richtung χ veränderlich sein, so daß die endgültige Breite bi des Metallbandes durch diese seitenbegrenzenden Elemente bestimmbar ist.

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65 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Stranggießen von Metall, insbesondere mit einer Gießmaschine mit mitlaufenden Kokillen, wobei das Metall als Schmelze aus einer Düse mit einem Düsenmundstück zwischen die Kokillen austritt und zwischen seitenbegrenzenden Elementen erstarrt, dadurch gekennzeichnet, daß an das Mundstück (2) beidseitig je eine Schikane (6) anschließt, auf welche in Gießrichtung je ein Kühlblock (8) nachfolgt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikane (6) aus Isolationsmaterial besteht

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schikane (6) und Kühlblock (8) ein Spalt (9) gebildet ist, durch welchen ein Gas (10) in einen Eckbereich (11), gebildet aus Schikane (6), Kühlblock (8) und Schmelze (3), einbiasbar ist, welches in diesem Eckbereich (11) ein Gaskissen aufbaut

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in diesen Eckbereich (U) auch ein Kanal (14), gegebenenfalls mit Reservoir (15), zur Führung von Schmiermittel (16) einmündet

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Kühlblock (8) einen Ringkanal (18) zur Führung eines Kühlmittels (17) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußbreite (Z>,) der Metallschmelze (3) zwischen den sich gegenüberliegenden Schikanen (6) durch Bewegung der Schikanen (6) in Richtung (ty und/oder die Breite (fe) durch Bewegung der sich gegenüberliegenden Kühlblöcke (8) veränderbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kühlblock (8) eine Düse (21) nachgeschaltet ist, welche mit Preßluft (20), gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, beaufschlagbar ist

8. Verfahren zum Stranggießen von Metall, insbesondere mit einer Gießmaschine mit mitlaufenden Kokillen, wobei das Metall als Schmelze aus einer Düse mit einem Düsenmundstück zwischen die Kokillen austritt und zwischen seitenbegrenzenden Elementen erstarrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des aus dem Düsenmundstück austretenden Metalls und/oder die Breite des erstarrenden Metallbandes während des Gießens verändert wird.