DE4335263A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen dünner Gegenstände zwischen Rollen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen dünner metallischer Gegenstände, insbesondere aus Stahl, zwischen Rollen.

Die bekannten Vorrichtungen zum kontinuierlichen Gießen zwischen Rollen weisen zwei gekühlte achsparallele Rollen auf, die sich gegenläufig drehen sowie feststehende Wände, die zusammen mit den Rollen einen Gießraum zwischen sich für das flüssige Metall bilden.

Derartige feststehende Wände werden häufig eingesetzt, um den Gießraum seitlich in Richtung der Stirnenden der Rollen in dichter Weise zu verschließen; sie werden häufig "seitliche Verschlußwände" oder auch "kleine Flächen" genannt.

Es gibt Vorrichtungen, wie beispielsweise diejenige, die in der Veröffentlichung FR-A 26 51 455 beschrieben ist, welche außerdem eine Art feststehender Erhöhung aufweisen, die im allgemeinen rechtwinklig sind und aus zwei zu den Rollenachsen parallelen Längswänden in enger Berührung mit ihnen stehen und aus zwei die seitlichen Verschlußwände verlängernden Stirnwänden bestehen, die auch Teil der seitlichen Verschlußwände sein können. Diese Erhöhung, auch "Gießaufsatz" genannt gemäß der obigen Veröffentlichung und in der folgenden Beschreibung, dient insbesondere dazu, die Rollenoberfläche, auf der die Erstarrung des flüssigen Metalls erfolgt, zu begrenzen und damit die Regelmäßigkeit der Erstarrung unabhängig von der Metalloberfläche im Gießaufsatz zu gewährleisten. Da außerdem die Oberfläche des flüssigen Metalls nicht mehr mit den Rollen in Berührung steht, wird die Gefahr der Mitnahme von auf der Oberfläche schwimmenden Verunreinigungen erheblich verringert.

Das flüssige Metall ist jedoch thermischen Verlusten bei Berührung der feststehenden Wände ausgesetzt.

Im Gießaufsatz sind diese Verluste auf Höhe der Oberfläche durch Abstrahlung ausgeprägt, ebenso wie in den Ecken aufgrund der Nähe zu den beiden Wänden. In diesen Bereichen neigt das flüssige Metall zum Erstarren und damit zum Anhaften an den Wänden, und zwar um so mehr, je geringer die Bewegung des Metalls und damit dessen Durchsatz ist. Eine Lösung ist darin zu sehen, den Gießaufsatz aus isolierendem feuerfesten Material zu fertigen. Jedoch ist die mechanische Festigkeit derartiger Materialien, insbesondere gegen Abrieb, gering, so daß ein Kompromiß eingegangen werden muß zwischen mechanischer Widerstandsfähigkeit und Isoliervermögen.

Die gleichen durch Erstarrung und Anhaftung bedingten Nachteile treten an den feststehenden Wänden auf, die sich auf Höhe der seitlichen Verschlußwände berühren und für die ebenfalls bereits vorgeschlagen wurde, isolierende feuerfeste Materialien einzusetzen. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die thermischen Verluste auszugleichen oder sogar das flüssige Metall in der Nähe der seitlichen Verschlußwände erneut zu erwärmen unter Einsatz von Induktoren, deren magnetischer Fluß die feuerfeste Wand durchsetzt und auf das flüssige Metall einwirkt, indem dieses mittels des Joule- Effekts erwärmt wird, der durch im Metall induzierte Ströme entsteht (JP-A 62-77156, JP-A 2-155543).

Eine Verwendung einer derartigen Anordnung begrenzt jedoch die Dicke der feuerfesten Wände zum Nachteil ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit. Ferner ist es schwierig, eine derartige Anordnung für nur schwer zugängliche Bereiche im Gießraum einzusetzen (wie z. B. in dem dem Gießspalt zwischen den Rollen benachbarten Bereich) oder auch variablen Bereichen (auf Höhe der Metalloberfläche).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für die oben genannten Probleme eine Lösung vorzuschlagen, mit welcher Erstarrungen und Anhaftungen von flüssigem Metall an den feststehenden Wänden vermieden werden, um dadurch den Gießvorgang zu erleichtern und die Qualität des erhaltenen Produktes zu verbessern.

Ausgehend von einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen zwischen Rollen von dünnen metallischen Gegenständen, die zwei gekühlte achsparallele, sich drehende Rollen aufweist, die feststehende Wände aus feuerfestem Material aufweist, welche zusammen mit den Rollen einen Gießraum zwischen sich für das flüssige Metall begrenzen und die Erwärmungsinduktoren aufweist, die neben den feststehenden Wänden angeordnet sind, wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß sie Bauteile aus elektrisch leitendem Material aufweist, die in die feststehenden ′Wände aus elektrisch isolierendem Material eingesetzt sind und daß die Induktoren derart angeordnet sind, daß sie diese Bauteile induktiv erwärmen.

Gemäß der Erfindung ist es also möglich, die Erwärmung in diejenigen Bereiche der feststehenden Wände zu verlagern, in denen diese Bauteile angeordnet sind und insbesondere aufgrund der Wärmeabstrahlung in diejenigen Wandbereiche und damit in das flüssige Metall, die sich in der Nähe befinden und die nicht direkt mittels der Induktion erwärmt werden können. Die Induktoren können außerdem vom Gießraum weiter entfernt angeordnet werden, so daß die Dicke der Wände größer sein kann bezüglich einer direkten induktiven Erwärmung nach dem Stand der Technik. Die mechanische Widerstandsfähigkeit der feststehenden Wände wird damit vergrößert, und zwar in dem Maße, in dem diese Bauteile aus einem Material bestehen, das mechanisch widerstandsfähiger ist als dasjenige, aus dem die feuerfesten Wände bestehen.

Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung bestehen die feststehenden Wände aus den seitlichen Verschlußwänden des Gießraums. Diese Ausgestaltung gewährleistet insbesondere eine Erwärmung bis in die Nähe des Gießspaltes zwischen den Rollen, wo aufgrund des Raumbedarfs der Induktoren eine direkte induktive Erwärmung des flüssigen Metalls schwierig zu verwirklichen ist.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung, die mit der ersteren kombiniert werden kann, bilden die feststehenden Wände einen Gießaufsatz, in dem die leitenden Bauteile insbesondere auf Höhe der für das flüssige Metall vorgesehenen Oberfläche eingesetzt werden können, um so die Erwärmung auf den Bereich der Metalloberfläche zu begrenzen, oder auch in den Ecken des Gießaufsatzes eingesetzt werden, um den Zuwachs der thermischen Verluste in diesen Bereichen auszugleichen.

Gemäß anderer Merkmale, die miteinander kombiniert werden können, sind:

• - die leitenden Bauteile in in den Wänden vorgesehenen Nuten eingesetzt;
• - die feststehenden Wände aus zwei feuerfesten Platten zusammengesetzt, zwischen denen die leitenden Bauteile angeordnet sind;
• - die leitenden Bauteile Winkelstücke, die in den Ecken des Gießaufsatzes angeordnet sind;
• - die leitenden Bauteile als Geflecht ausgebildet, welche eine Stütze für das feuerfeste Material der Wände bildet;
• - die feuerfesten Bauteile Metalle;
• - die leitenden Bauteile aus feuerfestem elektrisch leitenden Material gefertigt.

Weitere Besonderheiten und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen dünner metallischer Stahlgegenstände zwischen Rollen hervor.

In der beigefügten Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Perspektivische Ansicht einer derartigen Vorrichtung mit einem Gießaufsatz;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ecke des Gießaufsatzes in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer seitlichen Verschlußwand;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Variante der Gießvorrichtung und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 5.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist auf:

• - zwei gekühlte achsparallele Gießrollen 1, 2, die gegenläufig in Richtung der Pfeile 3, 4 angetrieben werden;
• - zwei seitliche feststehende Verschlußwände 5 und
• - eine Gießaufsatz 6 genannte Erhöhung, bestehend aus einem rechteckigen feststehenden Rahmen, dessen Längswände 7 im dichten Gleitkontakt mit den zylindrischen Oberflächen der Rollen stehen und dessen seitliche Wände 8 oberhalb der seitlichen Verschlußwände 5 angeordnet sind.

Die Gesamtheit der feststehenden Wände 5, 7, 8 bildet zusammen mit den Wänden der Rollen 1, 2 einen Gießraum 9, in denen das geschmolzene Metall 10 mittels eines nicht dargestellten herkömmlichen Gießrohrs eingefüllt wird. Das bei Berührung mit den Rollen erstarrte Metall wird kontinuierlich nach unten in Form eines Bandes 11 abgezogen. An den vier Ecken des Gießaufsatzes 6 sind Winkelstücke 12 aus elektrisch leitendem Material eingesetzt, die sich sowohl nach oben als auch nach unten von der freien Oberfläche des flüssigen Metalls aus erstrecken.

Die Wände 7, 8 bestehen aus elektrisch und thermisch isolierendem feuerfesten Material. Die Winkelstücke 12 bestehen aus einem hochschmelzenden Metall oder aus einem elektrisch leitenden feuerfesten Material, wie z. B. Siliziumkarbid.

Erwärmungsinduktoren 14 sind außerhalb des Gießaufsatzes 6 derart vorgesehen, daß sie die Winkelstücke 12 induktiv erwärmen.

Wie Fig. 2 besser erkennen läßt, weisen die Induktoren 14 C- Form auf und sind in den Ecken des Gießaufsatzes dergestalt angeordnet, daß ihre Polflächen 16, 18 den entsprechenden Seitenflächen 20, 22 der Winkelstücke 12 gegenüber liegen. In Fig. 1 ist um deren Überfrachtung zu vermeiden, nur ein einziger Induktor 14 dargestellt.

Es können auch andere Arten von Induktoren verwendet werden, sofern sie eine induktive Erwärmung der Winkelstücke 12 ermöglichen. Letztere sind vorteilhafterweise in Nuten entsprechender Abmessungen eingesetzt, die in den Ecken des Gießaufsatzes vorgesehen sind. Die Winkelstücke können auch direkt in die feuerfesten Wände zum Zeitpunkt der Herstellung des Gießaufsatzes durch einen Gußvorgang eingelassen werden.

Wie bereits erläutert, werden die induktiv erwärmten Winkelstücke auf eine hohe Temperatur gebracht, wobei sie durch Abstrahlung das flüssige Metall in den Ecken des Gießraums erwärmen oder zumindest dessen thermische Verluste begrenzen.

Weitere plattenförmige Bauteile 24 aus elektrisch leitendem Material sind in die seitlichen Verschlußwände 5 eingesetzt und werden durch Induktoren 26 erwärmt, die aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nicht dargestellt sind.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte seitliche Verschlußwand 5 besteht:

• - aus einer ersten, dem Gießraum zugewandten Platte 28, die an den Rändern der Rollen anliegt und die aus einem harten der Reibung und der Berührung des Stahls widerstehenden feuerfesten Material besteht;
• - aus einer zweiten Platte 30 aus elektrisch und thermisch isolierendem feuerfesten Material, parallel zur ersten Platte 28 und
• - aus einer Platte 26 aus leitendem Material, die zwischen den beiden Platten 28 und 30 angeordnet ist.

Ein Induktor 32 in Form einer "Flachspule", der also aus einer in einer Ebene gewickelten Spirale besteht, ist neben der Platte 30 angeordnet, um die leitenden Platte 26 induktiv zu erwärmen, welche wiederum durch Abstrahlung durch die Platte 28 hindurch das flüssige Metall weiter erwärmt.

Die Platte 28 aus widerstandsfähigem feuerfesten Material dient dazu, einen direkten Kontakt des flüssigen Metalls mit der leitenden Platte 26 zu vermeiden.

Die Platte 30 aus isolierendem feuerfesten Material dient dazu, die Wärmeübertragungen vom flüssigen Metall und von der leitenden Platte 26 nach außen zu vermeiden und damit eine zu große Erwärmung des Induktors 32 zu verhindern.

In den Fig. 5 und 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt zur Wiedererwärmung des flüssigen Metalls auf Höhe dessen freier Oberfläche entlang des gesamten Umfangs des Gießraums.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Gießaufsatz 6 innerhalb seiner Wände ein metallisches Band 34 auf, welches den gesamten Umfang des Gießaufsatzes umgibt. Dieses Band 34 weist die Form eines in das feuerfeste Material des Gießaufsatzes bereits während dessen Herstellung durch einen Gießvorgang eingelassenen metallischen Geflechts auf, das als Stütze dient zur Verstärkung der mechanischen Widerstandsfähigkeit. Das Band 34 wird induktiv durch einen Induktor 36 erwärmt, der z. B. in Form mehrerer Windungen den Gießaufsatz auf Höhe des Bandes 34 umgibt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt jegliche Kombination der obigen einzelnen Merkmale, wie z. B.:

• - die Verwendung leitender Bauteile in Form eines Geflechts in den seitlichen Verschlußwänden;
• - die Verwendung leitender Bauteile in Form von Platten in den Wänden des Gießaufsatzes;
• - die kombinierte Verwendung von Platten und/oder Geflechten und von Winkelstücken oder anderen Profilteilen in den seitlichen Verschlußwänden oder in den Wänden des Gießaufsatzes.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen zwischen Rollen von dünnen metallischen Gegenständen, die zwei gekühlte achsparallele, sich drehende Rollen (1, 2) aufweist, die feststehende Wände (5, 7, 8) aus feuerfestem Material aufweist, welche zusammen mit den Rollen einen Gießraum (9) zwischen sich für das flüssige Metall (10) bilden und die Erwärmungsinduktoren (14, 32, 36) aufweist, welche neben den feststehenden Wänden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie Bauteile (12, 26, 34) aus elektrisch leitendem Material aufweist, die in die feststehenden Wände aus elektrisch isolierendem Material eingesetzt sind und daß die Induktoren derart angeordnet sind, daß sie diese Bauteile induktiv erwärmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Wände die seitlichen Verschlußwände (5) des Gießraums bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Wände die Wände (7, 8) eines Gießaufsatzes (6) bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bauteile (34) auf Höhe der für das flüssige Metall (10) vorgesehenen Oberfläche angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bauteile (12) in den Ecken des Gießaufsatzes (6) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bauteile Winkelstücke (12) sind, die in den Ecken des Gießaufsatzes angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bauteile (12) in Nuten eingesetzt sind, welche in den feststehenden Wänden vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Wände aus zwei feuerfesten Platten (28, 30) bestehen, zwischen denen die leitenden Bauteile (26) eingesetzt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bauteile aus einem Geflecht (34) bestehen, welches eine Stütze für das feuerfeste Material der Wände (7, 8) bildet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bauteile (12, 26, 34) aus Metall oder aus einem elektrisch leitenden feuerfesten Material bestehen.